实验2在气轨上研究瞬时速度

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1、实验2在气轨上研究瞬时速度［目的要求］1．用极限法测定瞬时速度；2．深入了解平均速度和瞬时速度的关系；3．用作图法（外推）和最小二乘法处理数据。[实验装置]实验的整个装置可分为四部分：导轨、滑块、气泵和光电测量系统。1．导轨气垫导轨的结构和零部件如图4-9-4所示。图4-9-4导轨是由一根长约1.5m或2m的三角形铝合金制成，两个轨面互成直角，轨面宽约8×10-2m，表面经过精细刮研，故平整光滑，轨面上有均匀分布的直径为0.6×10-3m的两排喷气小孔。导轨一端用堵头封死并设置一气垫滑轮或小质量的塑料滑轮；另一端装有进气口，从进气口进入的压缩空气可以从导轨表面的小孔及气垫滑轮的小孔中喷出，在

2、滑块与导轨之间形成气垫。（如果是气垫滑轮，则滑轮旁还装有一调气阀门螺丝以控制滑轮上小孔的喷气量）为了避免碰伤，导轨两端内侧及滑块两端均装有缓冲弹簧。整个导轨通过两排调节螺钉安装在底座上。底座下部两端装有支脚螺钉，其间距为1.140m。利用单腿支脚螺钉上的旋钮可调节导轨的纵向水平，双腿支脚螺钉上的旋钮可调节导轨的横向水平。导轨的一侧装有读数标尺，其长度为1.5m或2m用来指示光电门的间距和滑块的位置。2．滑块滑块是在气轨上运动的物体，每套装置配有长度为120mm和240mm的两个滑块，如图4-9-5所示，它也由铝合金制成，其下部截面呈“∧”形，内表面也经过精细加工，平整光滑，与导轨表面能较精确

3、地吻合，保证导轨与滑块之间能形成稳定的图4-9-5“气膜”8。滑块上可加遮光片、加重砝码、缓冲弹簧等附件，以满足各种不同的实验要求。3．气泵本实验采用DC-II型微音洁净气泵作为气垫导轨的专用气源，该气泵体积小，移动方便；一台气泵可同时给2~3台导轨供气，若温度升高，则不宜长时间连续使用。当接通电源（交流220V）时即有气流输出，使用时要严禁将进气口或出气口堵塞，否则烧毁电机。3．气垫导轨使用的注意事项导轨表面和与其接触的滑块内表面都是经过精密加工的，两者配套使用，不得随便更换。在实验中严防敲、碰、划伤，以致破坏表面的光洁度；轨未通气时，绝导不容许将滑块放在导轨上面来回滑动。更换、安装或调节

4、档光片在滑块上的位置时，或放加重块时，都必须把滑块从导轨上取下，待调节或安装好后再放上去，实验结束，应将滑块从导轨上取下，以免导轨变形。5．光电测量系统光电测量系统由光电门和MUJ-6B电脑通用计数器两部分组成，现分别说明如下：（1）光电门光电门是一种光电转换装置，它由红外发光管（或白炽灯）和光敏管组成。发光管工作时，其光照在光敏管上，当挡光片随滑块运动经过光电门时，将对光敏管有一段时间的遮光，由于光敏管受光照和不受光照的输出电流不同，从而光敏管便将遮光信号转换成电信号，控制测时器开始计时或停止计时，因而可测出遮光时间。每台导轨上配有两个位置可移动的光电门。（2）MUJ-6B电脑通用计数器本

5、实验所使用的北京青锋仪器厂生产的MUJ-6B电脑通用计数器，如图4-9-6所示。该机以51系列单片微机为中央处理器，并编入与气垫导轨相适应的数据处理程序，具备多组实验的记忆存储功能，通过功能选择复位键输入指令；通过数值转换键设定所需数值；提取数据键提取记忆存储的实验数据；P1、P2光电输入口采集数据信号，由中央处理器处理，LED数字显示屏显示各种测量结果。一．MUJ-6B电脑通用计数器及前后面板图及按键功能1）前面板①②③④⑤⑥⑦⑧⑨8①测频输入口②LED显示屏③功能转换指示灯④测量单位指示灯⑤功能选择/复位键⑥数值转换键⑦取数键⑧电磁铁键⑨电磁铁开关指示灯2）后面板P1光电门插口（外侧口兼

6、电磁铁插口）P2光电门插口图4-9-6MUJ-6B电脑通用计数器面板结构示意图3）前面板上四个按键的功能：1、功能键用于十种功能的选择及取消显示数据复位。如按下功能键前，光电门遮过光，则清“0”，功能复位。光电门没遮过光时，按功能键，仪器将选择新的功能。或按下功能键不放，可循环选择功能，当您所需的功能灯亮时，放开此键即可。2、转换键用于测量单位的转换，挡光片宽度的设定及简谐运动周期值的设定。在计时、加速度、碰撞功能时，按下转换键时间小于1秒时，测量值在时间或速度之间转换。按下转换键时间大于1秒时，可重新选择您所需要的挡光片宽度1.0cm、3.0cm、5.0cm、10.0cm，确认到您选用的挡

7、光片宽度放开此键即可。3、取数键在计时1（S1）、计时2（S2）、加速度（a）、碰撞（PZh）、周期（T）和重力加速度（g）功能时，仪器可自动保留前几次实验测量值，按下取数键，可显示存入值。当显“E×”，提示将显示存入的第×次实验值。在显示存入值过程中，按下功能键，会清除己存入的数值。4、电磁铁键按动此键可改变电磁铁的吸合（键上方发光管亮）。放开（键上方发光管灭）。二．仪器功能与操作如要显示速度值，请确认您所