气垫导轨阻尼常数的测量(共5页).doc

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气垫导轨阻尼常数的测量实验报告
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气垫导轨阻尼常数的测量实验报告
实验目的
掌握气垫导轨阻尼常数的测量方法，测量气垫导轨的阻尼常数；
学习消除系统误差的试验方法;
通过实验过程及结果分析影响阻尼常数的因数，掌握阻尼常数的物理意义。
实验仪器
气垫导轨、滑块2个、挡光片、光电门一对、数字毫秒计数器、垫块、物理天平、游标卡尺.
实验原理
1、含倾角误差
如图3，质量为m的滑块在倾角为的气垫导轨上滑动。由气体的摩擦理论可知，滑块会受到空气对它的阻力，当速度不太大时，该力正比于速度v，即。滑块的受力示意图如图所示，据牛顿第二定律有
（1）
设滑块经过k1和k2时的速度分别为v1和v2，经历的时间为t1，k1、k2之间的距离为s. 由以上关系易得
（2）
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即： （= ） （3）
图1
2、不含倾角误差
为了消除b中的倾角，可再增加一个同样的方程，即让滑块在从k2返回到k1，对应的速度分别为v3和v4，经过时间t2返回过程受力图如图2

f=bv v
图2
同样由牛顿二定律有： （4）
由始末条件 可解得： （5）
由（2）式和（5）式可得： （6）
实验步骤
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1、打开电源，用抹布擦净气垫导轨，并连接好光电门与数字毫秒计数器；
2、调节水平。将一滑块在导轨上由静止释放，若滑块任静止，则导轨水平，否则则要调节调平螺母，使其水平；
3、调平后，选择一厚为h的垫块将导轨一端垫起，将两光电门固定在导轨上相距为s处，并选择数字毫秒计数器的记速功能；
4、将质量为m1的滑块从k1上方的某一位置释放，记下滑块次经过个光电门的速