气垫导轨上的直线运动实验报告

浙江中医药大学 学生物理实验报告 实验名称 气垫轨上的直线运动 学 院 信息技术学院 专 业 医院信息工程 班 级 一班 报告人 学 号 同组人 学 号 同组人 学 号 同组人 学 号 理论课任课教师 实验课指导教师 实 验 日 期 2 0 1 3 .3 .2 报 告 日 期 2 0 1 3 .3 .2 实 验 成 绩 批 改 日 期 浙江中医药大学信息技术学院物理教研室 实验目的 1、了解气垫导轨的工作原理。 2、掌握利用气垫导轨上测量运动物体的加速度和重力加速度。 3、验证牛顿第二运动定律 实验仪器 计算机一台,仿真软件 实验原理 1. 物体在斜面上的运动 设物体质量为m,斜面倾角Ø,则 运动方 程 为 MgSinØ = ma g = a/SinØ 可 以 通 过 测出 斜面的长 度和高 度得 到 ,关 键 是 要 在气垫上测出 物体加速度a， 这 样 g 也就 很 容 易 求 出 。 当 物体作直 线 运动时 ， 其 瞬 时 速度定义 为 v = lim (Δ s/Δ t)=ds/dt 当 Δ t趋 向 0时 ， Δ s也 趋 向 0在测量上不 容 易 做 到 ， 但 我 们 可 以 用小 量Δ s和Δ t来 替 代 ds和dt。用短 距 离 的平 均 速度代 替 瞬 时 速度， 故 有 v = Δ s/Δ t 式 中 Δ s和Δ t为U型 挡 光 片 开 始 到 挡 光 片 结 束 的距 离 和时 间 间 隔 ， 如 图 Δ s/Δ t就 是 挡 光 后 经 过 光 电 门 时 的瞬 时 速度v。使物体在斜面上做 初速度为0的匀加速直 线 运动。经 过 路程 S 后 ， 末速度为v， 则 有 V = at v² = 2as S = at²/2 2 . 验证牛顿第二定律 F = ma 设运动物体的总质量为 M总,合外力为 F,并假设其他耗散力,如摩擦力﹑空气阻力﹑气垫粘滞力均可忽略不计,这时牛顿第二定律可表示如下: F = M总 a 若保持 M总不变，改变 F，F/a应为一常量即 F增加，a增加，F减小 a也减小。或保持 F不变，改变 M总，即 M总增加，a减小。如能在实验中满足上述条件，即能验证牛顿第二定律。 实验步骤 1.起点导轨调平及数字毫秒计的使用 起点导轨调平：打开气源，放上滑块，观测滑块与轨面两侧的间隙，纵向水平调节双支脚螺丝，横向水平调节单支脚，直到滑块在任何位置均保持不动，或做极缓的来回滑动为止。动态法调平。滑块上装挡光片，让滑块以缓的初速度V。先后通过两个相距60cm光电...