大学物理秋实验报告验证牛顿第二定律――气垫导轨实验样稿.doc

中国石油大学（华东）现代远程教育
试验汇报
课程名称：大学物理(一)
试验名称：速度、加速度测定和牛顿运动定律验证
试验形式：在线模拟+现场实践
提交形式：提交书面试验汇报
学生姓名： 高燕 学 号：
年级专业层次 1403石油化工生产技术 高起专
学习中心：河北奥鹏远程教育
提交时间： 年 12 月 17 日
一、试验目标
1．了解气垫导轨结构和性能，熟悉气垫导轨调整和使用方法。
2．了解光电计时系统基础工作原理，学会用光电计时系统测量短临时间方法。
3．掌握在气垫导轨上测定速度、加速度原理和方法。
4．从试验上验证F=ma关系式，加深对牛顿第二定律了解。
5．掌握验证物理规律基础试验方法。
二、试验原理
1．速度测量
　　一个作直线运动物体，假如在t~t+Δt时间内经过位移为Δx（x~x+Δx），则该物体在Δt时间内平均速度为，Δt越小，平均速度就越靠近于t时刻实际速度。当Δt→0时，平均速度极限值就是t时刻（或x位置）瞬时速度
　　　　　　　　                                     （1）
　　实际测量中，计时装置不可能记下Δt→0时间来，所以直接用式（1）测量某点速度就难以实现。但在一定误差范围内，只要取很小位移Δx，测量对应时间间隔Δt，就能够用平均速度近似替换t时刻抵达x点瞬时速度。本试验中取Δx为定值（约10mm），用光电计时系统测出经过Δx所需极短时间Δt，很好地处理了瞬时速度测量问题。
2．加速度测量
　　在气垫导轨上相距一定距离S两个位置处各放置一个光电门，分别测出滑块经过这两个位置时速度v1和v2。对于匀加速直线运动问题，经过加速度、速度、位移及运动时间之间关系，就能够实现加速度a测量。
　　（1）由测量加速度
　　在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离两个光电门时速度分别为v1和v2，经过两个光电门之间时间为t21，则加速度a为
　　　　　　　　                                       （2）
　　依据式（2）即可计算出滑块加速度。
　　（2）由测量加速度
　　设v1和v2为滑块经过两个光电门速度，S是两个光电门之间距离，则加速度a为
　　　　　　　　
                                     （3）
　　依据式（3）也能够计算出作匀加速直线运动滑块加速度。
　　（3）由测量加速度
　　还能够依据匀加速直线运动加速度a、位移S（S＝x－x0）及运动时间t之间关系式测量加速度。据此计算加速度有多个方法，其中一个方法是依据式（4）由作图法求出加速度。
　　　　　　　　                                       （4）
　　试验时固定初位置x0（光电门1位置），改变不一样末位置x（光电门2位置），使物体（滑块）从静止开始运动，测出对应运动时间t，作关系图线。假如是直线，说明物体作匀加速运动，直线斜率为。
　　以上介绍了3种测量加速度a方法。具体测量时先把气垫导轨调水平，再使滑块在水平方向受到一恒力作用，那