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时间:2019-02-26
《实验2_物体速度加速度的测定》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1实验目的1)学会使用气垫导轨和数字毫秒计。2)掌握测量速度和加速度。3)观测、验证简谐振动的运动规律。2实验仪器气垫导轨、滑块,数字毫秒计,弹簧。3实验原理3.1速度和加速度的测量物体作直线运动时,如果在△t时间间隔内,通过的位移为△x,则物体在△t的时间间隔内的平均速度V为:(1)当△t趋近于零时,平均速度的极限值就是该时刻(或是该位置)的瞬时速度。当滑块在气垫导轨上运动时,通过测量滑块上的档光板经过光电门的档光时间△t和测量档光板的宽度△x(见图2-1)。即可求出滑块在△t时间内的平均速度v。由于档光板宽度比较窄,可以把平均速度近似地看成滑块通过光电门的瞬时速度。档
2、光板愈窄,相应的△t就愈小,平均速度就更为准确地反映滑块在经过光电门位置时的瞬时速度。在水平的气轨上的滑块,如果受到水平方向的恒力作用,则滑块在气轨上作匀加速度运动,分别测量滑块通过两个光电门时的初速度和末速度,并测出两个光电门的间距S,则滑块的加速度a 为:(2)在水平的气轨的倾斜度调节螺丝下面,垫进垫块。图2-1挡光板如图2-2所示,使导轨倾斜,滑块在斜面上所受的合力为mgSinα是一个常量,因此,滑块作加速度直线运动,即:(3)式中L为导轨地脚螺丝间的距离,h为垫块的厚度。由(2)(3)两式可得:(4)图2-2气垫导轨示意图4实验内容及步骤4.1.1接通数字毫秒计1
3、)将数字毫秒计开关打开,显示屏上显示“P”,表示数字毫秒计处于待测状态。2)将输入选择键置于白炽灯,光电门上的小灯珠亮。3)将功能/修改键置于。4)将时标/预置键置于0.1ms(即显示屏上的左边第1位)。5)用铅笔杆对任一光电门作短暂挡光,毫秒计开始计时,显示屏上左边第1位出现“一”杆,若再档一下光,毫秒计就显示数据,表示毫秒计光电系统正常工作。6)按复位键进行更换测量方式。然后重新选用功能/修改键设定仪器测量方式。4.1.2调节气垫导轨水平1)滑块静止判断法:通气后将滑块置于导轨上的任何位置,若滑块都能静止不动(或基本上不动),则可认为导轨已调平,否则,继续调单脚螺丝,
4、直到水平为止。2)滑块运动判断法:将功能/修改键置于方式,滑块插上空心档光板,让运动的滑块以一定速度先后通过相距约50cm的两个光电门,若毫秒计上,显示的两个时间两近似相等,则可认为导轨已调水平,否则要继续调节螺旋,直到水平为止。3)调水平后,在导轨的一端垫上一块厚1.00cm的垫块,使导轨倾斜。4)调整光电门的位置。将光电门置于标尺100.00cm处,置于标尺的50.00cm处,使。5)让滑块从导轨的高端自由滑下,测出滑块经过第一个光电门和第二个光电门的档光时间和。(用空心档光片,挡光片的宽度为。)重复测量8次,并确定滑块经过两光电门位置的速度、加速度及其不确定度。6)
5、把垫块换到导轨的另一端,按照步骤5再测,两次取平均值。7)用(4)式计算重力加速度。五数据处理要求1)时间测量数据记录表格。t1(s)t2(s)t1(s)(垫块在另一端)t2(s)(另一端)Δx(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02550.03750.03060.04401.0050.001.00135.000.02550.03770.03060.04420.02560.03780.03060.04450.02550.03830.03080.04400.02540.03800.03050.04430.02550.03800.03070.04460.02540.03
6、810.03060.04390.02540.03810.03050.04412)计算速度、加速度测量平均值及不确定度。;;;;;;;;;;;;;;1)计算重力加速度测量平均值及不确定度。4)实验结果六注意事项1气垫导轨使用注意事项1)导轨表面和滑块都是经仔细加工,两者配套使用,不要随意更换。实验中严禁敲、碰、划伤破坏表面的光洁度。导轨未通入压缩气体时,不许将滑块放在导轨上面滑动,滑块要夹装或调整档光板时,要把滑块从导轨上取下,装好后再放上去,以防挫伤表面。2)实验前,导轨表面和滑块内表面要用棉花沾少许酒精擦洗干净。实验完毕,要先取下滑块,把所有的附件放入附件盒,然后再关掉
7、气源。2数字毫秒计的使用注意事项:毫秒计是精密仪器,使用前应仔细阅读有关附录,如果仪器发生故障,要及时向教师反映,不得自行随意乱按面板按键。2)时间测量数据记录表格。t1(s)t2(s)t1(s)(垫块在另一端)t2(s)(另一端)Δx(cm)S(cm)h(cm)L(cm)0.02800.04140.02870.04431.0050.001.00135.000.02800.04210.02830.04360.02820.04240.02810.04390.02800.04180.02880.04360.02800.04150.
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