在气垫导轨上测速度和加速度.ppt

在气垫导轨上测速度和加速度在气垫导轨上测速度和加速度气垫导轨实验目的本实验在倾斜的气垫导轨上用光电计时法研究物体的运动规律,验证匀加速运动的三个基本公式,通过实验,学习和掌握多功能光电计时器的使用方法。原理和方法匀加速运动的三个基本公式 atvv?? 02 02 1attvs??式中 v0,v 分别表示物体在 t=0 , t=t 时刻的速度。 S是物体在 t 时间内通过的距离, t ,就得到第三个方程 as vv2 21 22??它可以表示为物体在加速度为 a 运动中,相距 s的地点速度分别为 v1,v2. (1) ⅡⅠ sθL h 由牛顿第二定律,倾角为θ的斜面上,物体的加速度为 L hg gSin a???(2) 在公式( 1)中,将 s看成变量 x ,v22 看成是 s 的函数,v22 ~s 就是一条直线,直线的斜率 k为加速度的两倍。由公式( 2)可以看到,加速度 a和h成线性关系,在a~h图中利用外推法可以验证牛顿第一定律。光电门Ⅰ光电门Ⅱ仪器和器材●气垫导轨和滑块气垫导轨的剖面是中空的铝制型材,两面有两排小孔. 有压缩空气喷出,使滑块和导轨之间形成空气膜,产生一个近似于没有摩擦的环境。气垫导轨挡光片滑块压缩空气光电门滑块挡光片气垫导轨●多功能测试仪实验中我们使用的是华东师范大学科教仪器厂生产的 CS—Z智能数字测试仪,实验中我们只是使用其中的一种功能。多功能计时器的工作原理多功能计时器的工作状态只有“计”、“停”两种,因此,在实验中跟滑块一起运动的挡光片必须是带有开口槽的,这样通过一个光电门时才能有两次挡光, 滑块通过一个光电门的平均速度为?s t sv???可以近似地认为它就是滑块通过光电门时的速度. 实验内容 ●静态调节●动态验证 L 光电门气垫导轨滑块两点注意: ; 2. 滑块应该放在导轨中央 ●调节光电门的位置和状态●调节多功能测试仪打开电源,按选择键两次,显示“2pr ”,按下执行键,显示消失,挡光后显示前一次挡光时间Δt 1,按选择键显示后一次挡光时间Δt 2,完成一次测量后,按执行键进入第二次测量。 v 2~s图,用图解法求加速度 a h>2 cm ,改变 s 5~6次,每次测量 5组Δt 1、Δt 2, 求平均值,计算 v 2,作 v 2~s图,由斜率求加速度 a 的值。(由截距验证 v 0) 光电门Ⅰ L h 光电门ⅡS 1S 2S 3S 4S 5S 6~ 30 cm