1、氣軌導(dǎo)軌上得實(shí)驗(yàn)測量速度、加速度及驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動定律一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)氣墊導(dǎo)軌與電腦計(jì)數(shù)器得使用方法。、在氣墊導(dǎo)軌上測量物體得速度與加速度,并驗(yàn)證牛頓第二定律 .3、定性研究滑塊在氣軌上受到得粘滯阻力與滑塊運(yùn)動速度得關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)儀器氣墊導(dǎo)軌 (QG 5 1。 5m）、氣源 (DC- 型）、滑塊、墊片、 電腦計(jì)數(shù)器 (J 6型 )、電子天平 ( P120型）三、實(shí)驗(yàn)原理1、采用氣墊技術(shù) ,使被測物體“漂浮”在氣墊導(dǎo)軌上，沒有接觸摩擦，只用氣墊得粘滯阻力，從而使阻力大大減小，實(shí)驗(yàn)測量值接近于理論值 ,可以驗(yàn)證力學(xué)定律。2、電腦計(jì)數(shù)器 (數(shù)字毫秒計(jì)）與氣墊導(dǎo)軌配合使用，使時間得測量精度大大提高

2、 (可以精確到 0、），并且可以直接顯示出速度與加速度大小。、速度得測量如圖 ,設(shè) U 型擋光條得寬度為 ， 電腦計(jì)數(shù)器顯示x出來得擋光時間為 ,則滑塊在時間內(nèi)得平均速度為; 越小（ 越小 ),就越接近該位置得即時速度。實(shí)驗(yàn)使用得擋光條得寬度遠(yuǎn)小于導(dǎo)軌得長度，故可將v視為滑塊經(jīng)過光電門時得即時速度,即。4、加速度得測量將導(dǎo)軌墊成傾斜狀，如右圖示：兩s2光電門分別位于與處，測出滑塊經(jīng)s1S過、處得速度與，以及通過距離所用得時間，即可求出加速度：或Lh速度與加速度得計(jì)算程序已編入到電腦計(jì)數(shù)器中， 實(shí)驗(yàn)時也可通過按相應(yīng)得功能與轉(zhuǎn)換按鈕 ,從電腦計(jì)數(shù)器上直接讀出速度與加速度得大小。、牛頓第二定律得研究

3、若不計(jì)阻力，則滑塊所受得合外力就就是下滑分力，。假定牛頓第二定律成立 ,有， ,將實(shí)驗(yàn)測得得與進(jìn)行比較，計(jì)算相對誤差。如果誤差實(shí)在可允許得范圍內(nèi) (），即可認(rèn)為 ,則驗(yàn)證了牛頓第二定律。 (本地 g 取 979。 m/s2)、定性研究滑塊所受得粘滯阻力與滑塊速度得關(guān)系實(shí)驗(yàn)時 ,滑塊實(shí)際上要受到氣墊與空氣得粘滯阻力 .考慮阻力 ,滑塊得動力學(xué)方程為， ,比較不同傾斜狀態(tài)下得平均阻力與滑塊得平均速度 ,可以定性得出 與 v 得關(guān)系。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1、將氣墊導(dǎo)軌調(diào)成水平狀態(tài)先“靜態(tài) 調(diào)平（粗調(diào)），后“動態(tài) 調(diào)平（細(xì)調(diào) )，“靜態(tài)”調(diào)平應(yīng)在工作區(qū)間范圍內(nèi)不同得位置上進(jìn)行 23 次,“ 動態(tài)”調(diào)平時

4、，當(dāng)滑塊被輕推以 50cm/s 左右得速度（擋光寬度 1cm，擋光時間 0ms 左右 )前進(jìn)時 ,通過兩光電門所用得時間之差只能為零點(diǎn)幾毫秒 ,不能超過 1 毫秒，且左右來回得情況應(yīng)基本相同 .兩光電門之間得距離一般應(yīng)在 0cm70cm 之間。2、測滑塊得速度氣墊調(diào)平后， 應(yīng)將滑塊先推向左運(yùn)動 ,后推向右運(yùn)動 （先推向右運(yùn)動， 后推向左運(yùn)動 ,或者讓滑塊自動彈回），作左右往返得測量；從電腦計(jì)數(shù)器上記錄滑塊從右向左或從左向右運(yùn)動時通過兩個光電門得時間、，然后按轉(zhuǎn)換健 ,記錄滑塊通過兩個光電門速度、 ，如此重復(fù) 3 次,將測得得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)入表 1，計(jì)算速度差值。3、測量加速度 ,并驗(yàn)證牛頓第二定律

5、在導(dǎo)軌得單腳螺絲下墊塊墊片，讓滑塊從最高處由靜止開始下滑 ,測出速度、與加速度 ,重復(fù) 4 次，取 .再添 2 塊 (或塊）墊片，重復(fù)測量 4 次。然后取下墊片 ,用游標(biāo)卡尺測量兩次所用墊片得高度 h，用鋼卷尺測量單腳螺絲到雙腳螺絲連線得距離 L.計(jì)算 ,進(jìn)比較與，計(jì)算相對誤差 ,寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。4、用電子天平稱量滑塊得質(zhì)量 m，計(jì)算兩種不同傾斜狀態(tài)下滑塊受到得平均阻力 ,并考察兩種傾斜狀態(tài)下滑塊運(yùn)動得平均速度 (不必計(jì)算 ),通過分析比較得出 f 與得定性關(guān)系，寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。五、注意事項(xiàng)1、保持導(dǎo)軌與滑塊清潔 ,不能碰砸。未通氣時，不能將滑塊放在導(dǎo)軌上滑動 . 實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，先取下滑塊 ,后關(guān)閉氣源。2、注意用電安全。六、數(shù)據(jù)記錄與處理表、動態(tài)調(diào)平實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)msmmsmmms表 2、 速度得測量 ()項(xiàng)目V 1V 1V V 3 V4次序（c(V 2V 4（）（ )（ c（ cm/s)(）（）m/s）(c/s）(c /s） )/s）123表 3、加速度得測量h=ch=cmh3=mh4=cm（， Lcm)項(xiàng)目1V 2(（ m/(cm次序(cm/s）2m/s） 2）2）(m/s1423413234七、實(shí)驗(yàn)結(jié)論1、關(guān)于牛頓第二定律得驗(yàn)證：2、關(guān)于滑塊所受得氣體阻力與滑塊運(yùn)動速度得關(guān)系：八、誤差分析與習(xí)題1、若改變本實(shí)驗(yàn)得某一個條件（如改變下滑得初速度、滑