动量守恒实验报告

《动量守恒实验报告》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、实验五气垫导轨上的实验【实验简介】力学实验中，摩擦力的存在使实验结果的分析处理变得很复杂。采用气垫技术能大大地减小物体之间的摩擦，使得物体作近似无摩擦的运动，因此在机械、纺织、运输等工业领域都得到了广泛的应用。利用气垫技术制造的气垫船、气垫输送线、空气轴承等，可以减小机械摩擦，从而提高速度和机械效率，延长使用寿命。在物理实验中采用现代化的气垫技术，可使物体在气垫导轨上运动，由于气垫可以把物体托浮使运动摩擦大大减小，从而可以进行一些精确的定量研究以及验证某些物理规律。气垫船之父—克里斯托弗·科克雷尔英国电子工程师（1910——1999）克里斯托弗·科克雷尔在船舶设计中发现海水的阻力降低了

2、船只的速度，于是兴起了要“把船舶的外壳变为一层空气”的念头。1953年，他利用这个原理制造了一条船，从船底一排排的喷气缝射出空气，形成气垫把船承托起来，即气垫船。可以说他是气垫技术创始人。气垫技术现已广泛应用于各方面。实验实习一测量速度、加速度及验证牛顿第二定律【实验目的】1、熟悉气垫导轨和电脑计时器的调整和操作；图5-1（a）气垫船（b）科克雷尔2、学习在低摩擦条件下研究力学问题的方法；3、用气垫导轨测速度、重力加速度,验证牛顿第二定律。【实验仪器及装置】气垫导轨（QG-5-1.5m型）及附件、电脑通用计数器(MUJ-6B型)、光电门、气源（DC-2B型）、电子天平（YP1201型）

3、、游标卡尺（0.02mm）及钢卷尺（2m）等进气管光电门气垫导轨是一个一端封闭的中空长直导轨，导轨采用角铝合金型材，表面有许多小气孔，压缩空气从小孔喷出，在物体滑块和导轨间产生0.05～0.2mm厚的空气层，即气垫。为了加强刚性，不易变形，将角铝合金型材固定在工字钢上，导轨长度在1.2～2.0m之间，导轨面宽40mm上面两排气孔孔径0.5～0.9mm。全套设备包括导轨、起源、计时系统三大部分。结构如图5-1-1所示。图5-1-1气垫导轨实物图工字钢底座反冲弹簧角铝合金型材轨面运动体（滑块）底座调节螺钉（双）底座调节螺钉（单）U型档光片图5-1-3实验装置图图5-1-2MUJ-6B型电脑

4、通用计数器图【实验原理】1、瞬时速度的测量物体作直线运动，在时间内经过的位移为，则物体在时间内的平均速度为，当，我们可得到瞬时速度。但在实际测量中瞬时速度的测量是非常困难的。在一定误差范围内，可以采用极短的内的平均速度近似地代替瞬时速度。在气垫导轨实验中，在滑块上装上U形挡光片，如图5-5所示。当滑块在气轨上自左向右运动经过光电门时，挡光片A的前缘11/遮挡光电门光源时，电脑通用计数器开始计时；挡光片B的前缘22/遮挡光源时，电脑通用计数器停止计时；毫秒计测出挡光片距离通过光电门的时间，则可认为滑块通过光电门的瞬时速度为：（5-1-1）运动方向图5-1-4U型档光片图愈小，测出的平均速

5、度愈接近滑块在该处的瞬时速度。2、加速度的测量气轨上A、B处两个光电门之间的距离为，在单脚螺丝下面放高度为h的垫块，如图5-1-4所示。在忽略空气阻力的情况下，滑块在气轨上作匀加速直线运动。由电脑通用计数器测出滑块通过两个光电门的时间、，可算出滑块在两个光电门处的瞬时速度、，通过两光电门的时间间隔t,则加速度可利用关系式5-2计算得到。由于电脑计数器有记忆运算功能，测量前只要输入档光片的宽度值就可直接测出滑块运动的速度、加速度值。或（5-1-2）图5-1-5物体斜面下滑图3、气轨法测重力加速度如果空气摩擦的影响可以忽略不计，则所有落地的物体都将以同一加速度下落，这个加速度称为重力加速度

6、g。将气轨一端单脚下加垫块成斜轨如图5-6所示。沿气轨斜面下滑的物体，其加速度为。若角很小，，所以:    (5-1-3)其中h为导轨调水平后一端垫起的高度，L为导轨前后角两支点的距离。分别测得滑块下滑加速度、垫块高度h及导轨前后角两支点的距离L,即可求出重力加速度值。4、验证牛顿第二定律方法一气垫导轨调成水平状态，将系有砝码盘及砝码的细线跨过气轨滑轮与滑块相连接如图5-1-6所示。在略去摩擦力、不计滑轮和线的质量、线不伸长的条件下，根据牛顿第二定律，则有：（5-1-4）（5-1-5）式中，为滑块的质量，为砝码盘和砝码的质量，为细线的张力，为滑块的加速度，为本地重力加速度。解式（4）和

7、式（5），可得:(5-1-6)式（6）中，为砝码盘和砝码的重力，为系统的质量，为滑块运动加速度。、图5-1-6验证牛顿第二定律方法二将气垫导轨单脚螺钉下加垫块导轨成斜状如图5-1-5所示。若不计阻力，则滑块从导轨上端自由下滑所受的合外力就是下滑分力，。假设牛顿第二定律成立，有，。将实验测得的加速度与理论加速度进行比较，计算相对误差。如果误差是在可允许的范围（<5%），即可认为，则验证了牛顿第二定律。（本地可查得）5、定性研究滑块所受的粘滞阻力与