氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)
氣墊上的直線運(yùn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>
1、了解和熟悉本實(shí)驗(yàn)軟件
2、運(yùn)用本軟件測量瞬時(shí)速度，研究斜面上的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 3、運(yùn)用本軟件驗(yàn)證牛頓第二定律
實(shí)驗(yàn)儀器：
微機(jī)，《大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn)》軟件（第二部分，中科大）
實(shí)驗(yàn)原理：
1、瞬時(shí)速度的測量
v?
ds?s?
dt?t
?s：U型擋光片兩次擋光的距離間隔，為1厘米。 ?t：數(shù)字毫秒計(jì)讀數(shù)，單位毫秒。
2、滑塊在傾斜導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)
滑塊在斜面上所受合外力如圖所示： mgsin??ma
a?gsin?
斜面傾角不變時(shí)，加速度為一常數(shù)。
tg??
1.5cm60cm
?v0?0 vt?at
s?
12at22 v?2as
v2a?
2s 得：
g?
斜面加速度測得后，可計(jì)算得重力加速度為：測得數(shù)據(jù)自動(dòng)填入如下表格：
a
sin?
以上數(shù)據(jù)處理可用圖線法或最小二乘法。
3、驗(yàn)證牛頓第二定律
F合?M總a
本實(shí)驗(yàn)把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)研究對象，過程中保持M總不變。
M總?MS?me?整盒砝碼?砝碼托盤?450.0?0.3?10.0?1.0 （克）
整個(gè)系統(tǒng)如圖所示：
實(shí)驗(yàn)過程中數(shù)據(jù)自動(dòng)填入如下表格：
以上數(shù)據(jù)處理也可用圖線法或最小二乘法。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟：
1、加速度測量
（1）、啟動(dòng)微機(jī)，運(yùn)行本實(shí)驗(yàn)軟件，進(jìn)入相應(yīng)實(shí)驗(yàn)界面，在主界面上按下鼠標(biāo)右鍵，選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并進(jìn)行有關(guān)預(yù)習(xí)。在預(yù)習(xí)的'基礎(chǔ)上進(jìn)行以下操作。
（2）、氣墊導(dǎo)軌的調(diào)平與數(shù)字毫秒計(jì)的使用
靜態(tài)法調(diào)平：調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的縱向水雙支角螺絲，橫向水平單支腳螺絲，直到滑塊在導(dǎo)軌任何位置都能保持不動(dòng)或做極緩的來回滑動(dòng)為止。
動(dòng)態(tài)法調(diào)平：讓滑塊以初速度
v0先后通過兩個(gè)相距60厘米的光電門，若滑塊通過兩個(gè)
光電門所用的時(shí)間差小于1毫秒，便可認(rèn)為導(dǎo)軌已調(diào)平。
數(shù)字毫秒計(jì)的計(jì)時(shí)方式選B檔，使用U型擋光片，此兩項(xiàng)內(nèi)容均為默認(rèn)設(shè)置。 （3）、通過物體在斜面上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)測a與g。
①、進(jìn)行本部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，單支腳一端自動(dòng)加一墊塊，厚1.5厘米，兩端支腳間距60厘米。
②、光電門一個(gè)，距離最右端40厘米（圖示沒有畫出）。
③、使滑塊以零初速度從左距光電門20厘米處自由下滑，計(jì)時(shí)器自動(dòng)記下所顯示的擋光間隔?t，重復(fù)本操作3次，以上數(shù)據(jù)自動(dòng)填入實(shí)驗(yàn)界面上所顯示的數(shù)據(jù)表格，此時(shí)：
vt?
?s
?t 。
④、改變s取值，分別取30、40、50、60厘米，重復(fù)上一項(xiàng)測量，采用最小二乘法處
理數(shù)據(jù)。
2、驗(yàn)證牛頓第二定律
⑴、實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)條件軟件本身已設(shè)置好。
⑵、把砝碼盒中的四個(gè)砝碼1g、2g、2g、5g（合計(jì)10g），都放在滑塊上（初始狀態(tài)）。注意：本處實(shí)驗(yàn)程序界面有誤，界面上顯示滑塊上沒有砝碼也應(yīng)作如上理解，即作為有砝碼理解。
⑶、實(shí)驗(yàn)過程中，保持滑塊上的擋光片至右側(cè)光電門的距離s不變，一般取60厘米。 ⑷、讓滑塊在托盤所受重力提供的拉力下做第一次初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，重復(fù)3次，數(shù)據(jù)將自動(dòng)填入表格。
⑸、從滑塊上取下一個(gè)2g砝碼（即從砝碼盒里單擊一個(gè)2g砝碼），砝碼自動(dòng)進(jìn)入砝碼托盤，重復(fù)上一實(shí)驗(yàn)步驟。
⑹、分別組合取下2g、4g、6g、8g、10g砝碼，放入托盤（托盤上沒有的砝碼應(yīng)理解為在滑塊上），重復(fù)⑷的步驟，直至測量數(shù)據(jù)填滿表格，最后可對數(shù)據(jù)進(jìn)行手工處理或直接記錄數(shù)據(jù)。
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