1、利用气垫导轨研究物体的运动,东南大学物理实验中心,实 验 目 的,1. 熟练气垫导轨的水平调节和操作 2. 测定滑块运动时的速度和加速度 3. 验证牛顿第二运动定律,原 理 和 方 法,匀加速运动的两个基本公式,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,a即为物体的加速度。在两个方程中消去时间t ,就得到第三个方程,(1),实 验 内 容 和 步 骤,1 掌握电脑通用计数器的使用调节气垫导轨水平 A. 粗调:(静态调节:松开静止的滑块后,仅在导轨上稍微左右摆动),L,光电门,气垫导轨,滑块,顺时针转动:调高,B. 细调:(动态验证)轻推滑块,观察挡
2、光片经过两个光电门的时间 ,如果t1小于且接近于t2,(两者差值小于5%即可,显示读数仅最后一两位不同),则可认为此时导轨已处于水平状态,可以开始实验。(建议取5.00 cm的挡光片),第一次挡光时,计时器开始计时 第二次挡光时, 停止计时,3. 测定匀加速直线运动的 速度 v 和 加速度 a (1)将已调好水平的导轨一端垫高1.0 cm。 (2)置两个光电门间距离50.0cm,使滑块上某点P从导轨上一定位置处由静止开始下滑。测量滑块经过两个光电门时的速度v1,v2。(分别取4种不同宽度的挡光片实验,注意利用“转换”键设置正确的挡光片宽度) (3)理论推算v1,v2的值,与实测数据进行对比分析
3、 (4)置两个光电门间距离分别为40.0cm,50.00cm,60.0cm,分别测量滑块的加速度,判断滑块是否作匀变速运动?(思考选择什么宽度的挡光片较好?),4验证牛顿第二运动定律(F=Ma) ()保持系统合外力 F 不变,改变滑块质量 M (3次),验证加速度与物体质量成反比。(选做)把系有砝码盘和1只砝码的细线跨过滑轮与滑块相连,两个光电门相距60.00 cm。将滑块移至远离滑轮的一端,使它从静止开始做匀加速运动,测量不同质量的滑块通过两个光电门的加速度。(思考选择什么宽度的挡光片较好?)(2)保持系统质量 M 不变,验证加速度与外力 F 成正比(必做),操作注意事项(1)注意保护气源和滑块的安全:不宜频繁关闭气源,实验中随时拿下滑块完成相应操作。(2)滑块配重时应该对称放置,以免气垫厚度不均(3)滑块、砝码托、小钩质量已给,其余需用天平测量,