文档介绍：气轨导轨上试验——测量速度、加速度及验证牛顿第二运动定律一、试验目标1、学习气垫导轨和电脑计数器使用方法。2、在气垫导轨上测量物体速度和加速度,并验证牛顿第二定律。3、定性研究滑块在气轨上受到粘滞阻力和滑块运动速度关系。二、试验仪器气垫导轨(QG-5-)、气源(DC-2B型)、滑块、垫片、电脑计数器(MUJ-6B型)、电子天平(YP1201型)三、试验原理1、采取气垫技术,使被测物体“漂浮”在气垫导轨上,没有接触摩擦,只用气垫粘滞阻力,从而使阻力大大减小,试验测量值靠近于理论值,能够验证力学定律。2、电脑计数器(数字毫秒计)和气垫导轨配合使用,使时间测量精度大大提升(),而且能够直接显示出速度和加速度大小。3、速度测量图,设U型挡光条宽度为,电脑计数器显示出来挡光时间为,则滑块在时间内平均速度为;越小(越小),就越靠近该位置即时速度。试验使用挡光条宽度远小于导轨长度,故可将视为滑块经过光电门时即时速度,即。4、加速度测量将导轨垫成倾斜状,如右图示:两光电门分别在和处,测出滑块经过、处速度和,和经过距离所用时间,即可求出加速度:或速度和加速度计算程序已编入到电脑计数器中,试验时也可经过按对应功效和转换按钮,从电脑计数器上直接读出速度和加速度大小。5、牛顿第二定律得研究若不计阻力,则滑块所受合外力就是下滑分力,。假定牛顿第二定律成立,有,,将试验测得和进行比较,计算相对误差。假如误差实在可许可范围内(<5%),即可认为,则验证了牛顿第二定律。()6、定性研究滑块所受粘滞阻力和滑块速度关系试验时,滑块实际上要受到气垫和空气粘滞阻力。考虑阻力,滑块动力学方程为,,比较不一样倾斜状态下平均阻力和滑块平均速度,能够定性得出f和v关系。四、试验内容和步骤1、将气垫导轨调成水平状态先“静态”调平(粗调),后“动态”调平(细调),“静态”调平应在工作区间范围内不一样位置上进行2~3次,“动态”调平时,当滑块被轻推以50cm/s左右速度(挡光宽度1cm,挡光时间20ms左右)前进时,经过两光电门所用时间之差只能为零点几毫秒,不能超出1毫秒,且左右往返情况应基础相同。两光电门之间距离通常应在50cm~70cm之间。2、测滑块速度①气垫调平后,应将滑块先推向左运动,后推向右运动(先推向右运动,后推向左运动,或让滑块自动弹回),作左右往返测量;②从电脑计数器上统计滑块从右向左或从左向右运动时经过两个光电门时间、,然后按转换健,统计滑块经过两个光电门速度、,如此反复3次,将测得试验数据计入表1,计算速度差值。3、测量加速度,并验证牛顿第二定律在导轨单脚螺丝下垫2块垫片,让滑块从最高处由静止开始下滑,测出速度、和加速度,反复4次,取。再添2块(或1块)垫片,反复测量4次。然后取下垫片,用游标卡尺测量两次所用垫片高度h,用钢卷尺测量单脚螺丝到双脚螺丝连线距离L。计算,进比较和,计算相对误差,写