文档介绍：磁悬浮动力学实验
DHSY-1型磁悬浮动力学实验仪
实验一动力学基础实验
随着科技的发展，磁悬浮技术的应用成为技术进步的热点，例如磁悬浮列车。永磁悬浮技术作为一种低耗能的磁悬浮技术，也受到了广泛关注。本实验使用的永磁悬浮技术，是在磁悬导轨与滑块两组带状磁场的相互作斥力之下，使磁悬滑块浮起来，从而减少了运动的阻力，来进行多种力学实验。通过实验，学生可以接触到磁悬浮的物理思想和技术，拓宽知识面，加深牛顿定律等动力学方面的感性知识。
本实验仪可构成不同倾斜角的斜面，通过滑块的运动可研究匀变速运动直线规律，加速度测量的误差消除，物体所受外力与加速度的关系等。
实验目的
学****导轨的水平调整，熟悉磁悬导轨和智能速度加速度测试仪的调整和使用；
学****矢量分解；
学****作图法处理实验数据，掌握匀变速直线运动规律；
测量重力加速度g，并学****消减系统误差的方法；
探索牛顿第二定律，加深物体运动时所受外力与加速度的关系；
探索动摩擦力与速度的关系。
【二】实验原理
1．瞬时速度的测量
一个作直线运动的物体，在△t时间内，物体经过的位移为△s，则该物体在△t时间内的平均速度为

为了精确地描述物体在某点的实际速度，应该把时间△t取得越小越好，
△t越小，所求得的平均速度越接近实际速度。当△t→0时，平均速度趋近于一个极限，即
(1)
这就是物体在该点的瞬时速度。
但在实验时，直接用上式来测量某点的瞬时速度是极其困难的，因此，一般在一定误差范围内，且适当修正时间间隔（见图5、6），可以用历时极短的△t内的平均速度近似地代替瞬时速度。
2. 匀变速直线运动
如图1所示，沿光滑斜面下滑的物体，在忽略空气阻力的情况下，可视作匀变速直线运动。匀变速直线运动的速度公式、位移公式、速度和位移的关系分别为：
(2)
(3)
(4)
2
物体在磁悬浮导轨中运动时，摩擦力和磁场的不均匀性对小车可产生作用力,对运动物体有些阻力作用，用来表示，即,作为加速度的修正值。在实验时，把磁悬浮导轨设置成水平状态，在滑块放到导轨中，用手轻推一下滑块，让其以一定的初速度从左（在斜面状态时的高端）到右运动，依次通过光电门Ⅰ和Ⅱ，测出加速度值。重复多次，用不同力度，推动一下滑块，测出其加速度值，比较每次测量的结果，查看有何规律。平均测量结果，得到滑块的阻力加速度。
3．系统质量保持不变，改变系统所受外力，考察动摩擦力的大小，及其与外力的关系。
考虑到滑块在磁悬浮导轨中运动时，将其所受阻力用来表示。根据力学分析滑块所受的力
则有：
（5）
用已知重力加速度g=，及小车质量，通过测量不同轨道角度时的滑块加速度值，可以求得相应的动摩擦力大小。
将与的值作图，可以考察与的关系。
4．重力加速度的测定，及消减导轨中系统误差的方法
令，则有：
（6）
式中作为与动摩擦力有关的加速度修正值。
（7）
（8）
（9）
……
根据前面得到的动摩擦力与的关系可知，在一定的小角度范围内，滑块所受到动摩擦力近似相等，且，即
由（7）（8）（9）式可得到：
（10）
5．系统质量保持不变，改变系统所受外力，考察加速度和外力的关系
根据牛顿第二定理, ，斜面上，故：

如图1所示，设置不同的角度、、……的斜面，测出物体运动的加速度，,3……作拟合直线图，求出斜率，，即可求得。
【三】实验装置
1．磁悬浮原理
1)、磁悬浮原理：磁悬浮实验装置如图3所示，磁悬浮导