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
现在学习的是第1页，共18页
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。
现在学习在气垫导轨上测速度和加速度
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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。
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原理和方法
匀加速运动的三个基本公式
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, ,就得到第三个方程
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)
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Ⅱ
Ⅰ
s
θ
L
h
由牛顿第二定律,倾角为θ的斜面上,物体的加速度为
(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
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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
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●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。
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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
可以近似地认为它就是滑块通过光电门时的速度.
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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：；

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●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
Δt1，按选择键显示后一次挡光时间Δt2,完成一次
测量后，按执行键进入第二次测量。
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～s图，用图解法求加速度a
h＞2cm,改变s 5～6次，每次测量5组Δt1、Δt2,
求平均值，计算v2，作v2～s图，由斜率求加速度a
的值。（由截距验证v0)
光电门Ⅰ
L
h
光电门Ⅱ
S1
S2
S3
S4
S5
S6
～30cm
现在学录表格
S/cm
t1/Sec
t2/Sec
v2/cm/s
v22/cm2/s2
加速度的理论值
和图解结果进行比较，计算百分差
现在学习的是第11页，共18页

固定距离S 值，改变高度h值 5～6次，测量并记
录5组Δt1、Δt2，求平均值，计算加速度a，作a～h
图，用外推法得到h=0时的加速度a的值，验证牛顿
第一定律。
h
S
～30cm
光电门Ⅰ
光电门Ⅱ
L
现在学录表格
h/cm
t1/Sec
v1/cm/s
t2/Sec
v2/cm/s
a/cm/s2
L= ΔS=
现在学习的是第13页，共18页
补充：作图法
直观、形象,准确度要差一些.
实验图线的绘制：
图纸大小的选择
坐标的标记和分度