气垫导轨的应用学习教案.pptx

会计学
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气垫导轨的应用(yìngyòng)
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实验教学目的(mùdì)
1、了解(liǎojiě)气垫导轨的基本构造与原理。
2、掌握气垫导轨的调整和操作方法。
3、在气垫导轨上测量滑块的速度和加速度，验证牛顿第二定理。
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实验(shíyàn)仪器
1、气垫导轨
如图所示：在滑块和导轨之间有一个空气层，所以滑块在导轨上运动(yùndòng)时，摩擦力很小、可以忽略不计。
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实验(shíyàn)仪器
2、光电测量系统(xìtǒng)
（1）遮光片（如图2所示）
（2）光电门（如图3所示） 由红外发光管和光敏管组成，由于光敏管受光照和不受光照时产生的电信号不同，所以它可以控制记时器记录时间。
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实验(shíyàn)仪器
（3）数字毫秒计
CS-Z数字毫秒计可以记录光电门被两次遮光的时间间隔。因此当遮光片A边通过光电门时，数字毫秒计开始记时，当遮光片B边通过光电门时，数字毫秒计停止记时。所以(suǒyǐ)数字毫秒计记录的是遮光片走过dx距离所用的时间t。于是遮光片的运动速度：v=dx/t
数字(shùzì)毫秒计
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实验(shíyàn)原理
1、速度(sùdù)的测量：v=dx/t
2、验证牛顿第二定律：
（1）加速度(sùdù)的测量
如图4所示：
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实验(shíyàn)原理
（2）质量不变，加速度和外力成正比：
选择6个质量相等的砝码(fǎ mǎ)，第一次放4个砝码(fǎ mǎ)在滑块上，放2个砝码(fǎ mǎ)在磁带的另一端。这时系统所受外力为F=2mg，系统质量为M=Mo+6m
第二次放2个砝码(fǎ mǎ)在滑块上，放4个砝码(fǎ mǎ)在磁带的另一端。这时系统所受外力为F=4mg，系统质量为M=Mo+6m ，所以质量没变，外力增加。
第三次放6个砝码(fǎ mǎ)在磁带的另一端。这时系统所受外力为F =6mg，系统质量为M=Mo+6m ，所以质量没变，外力又增加了。
验证：2mg/a1=4mg/a2=6mg/a3=Mo+6m
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实验(shíyàn)原理
（3）外力不变，加速度和质量成反比：
选择(xuǎnzé)6个质量相等的砝码放在磁带的另一端。
第一次选择(xuǎnzé)大滑块，这时系统所受外力为
F=6mg，系统质量为M=Mo+6m ，
第二次选择(xuǎnzé)小滑块，这时系统所受外力为
F=6mg，系统质量为M=M’+6m ，所以外力没变，而质量改变了。
验证：a1（Mo+6m）=a2（M’+6m）
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实验(shíyàn)原理
（4）测量滑块在斜面上自由(zìyóu)下滑的加速度：
把气垫导轨的一端垫高形成一个斜面。把大滑块放在斜面的顶端自由(zìyóu)滑下。
验证：a=gsin =gh/L
L为导轨的长度，h为垫块的高度。
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实验(shíyàn)内容与步骤
1、气垫导轨调平：
（1）粗调：把大滑块放导轨中间，根据滑块的运动方向调节。
（2）细调：数字毫秒计选择1Pr、自动复位(fù wèi)，让滑块在导轨上来回运动，观察：
t4-t3和t2-t1，如果两者大于零并且基本相等则导轨水平。
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