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1、利用气垫导轨研究物体的运动 东南大学物理实验中心 气垫导轨是为研究无摩擦现象而设计的力学实验设备。 导轨腔内的压缩空气从导轨表面的小孔中喷出，在滑行器内 表面与导轨表面之间形成很薄的气垫层，使滑行器与导轨表 面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动。 俄罗斯 Zubr级气垫登陆艇 实验目的 1. 熟悉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 实验仪器 气垫导轨及其附件，气源，电脑通用计数 器，电子天平。 滑块:1个定高块 1个 档光板： 4个（1，3，5，10 cm ） 螺栓： 5个砝码： 5个配重块： 4个 原理和方法 两个基本测量公式
2、 atvvt 0 t vv a t0 式中 v 0，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。 t l v l 光电门记录两次被档光的时间间隔，即 档光片的宽度（即）需要自己设定， 设定方法：长按 转换键大于 1秒，在 1.00，3.00，5.00， 10.00 cm 间切换 t l 实验内容和步骤 1 练习熟练使用电脑通用计数器 2.调节气垫导轨水平 粗调 ：（静态调节） 使滑块在导轨上保持不动或稍微左右摆动 L 光电门 气垫导轨 滑块 两点注意： 1.滑块由静止释放； 2.滑块应放在导轨中部 细调：（动态验证） 轻推滑块，观察挡
3、光片经过两个光电门 的时间，如果 t1t2，且两者差值 小于 5% ，则可认为此时导轨已处于水平状态， 可以开始实验。 （注意：取 5.00cm的挡光片） 21 tt 和 3. 测定匀加速直线运动的速度和加速度 （1）将已调好水平的导轨一端垫高1.00cm。 （2）置两个光电门间距离为50.00cm，使滑块上某点 P从导 轨上一定位置处静止开始下滑。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进行实验， 注意利用转换键进行设置） （3）理论推算 v 1，v2的值，与实测数据进行对比分析 （4）置两个光电门间距离分别为40.0cm ，50.00cm ， 60.0c
4、m，测量在各情况下滑块运动的加速度值，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？） h S=50cm 20cm 光电门 光电门 L O A B 4验证牛顿第二运动定律 （）（选做）保持系统合外力F不变，改变滑块质量M（三次），验证加 速度与物体质量成反比。 （2） 保持系统总质量M 不变，验证加速度与外力F 成正比。 把系有砝码盘和 n只砝码 (N=0,1,2,3,4,5) 的细线跨过滑轮与滑 块相连，两个光电门相距60.00cm。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。在砝码盘上放置不同数量的砝 码，测量滑块系统通过两个光电门的加速度，然后对实验数据 进行评
5、价与讨论。坐标纸作图F-a 的关系。 （宽度的挡光片： 1 cm） 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，不进行试验时把滑块取下 组装滑块系统时，应把滑块取下，装配完成后再放在导轨上 各滑块的质量可直接查阅 （2）尽可能确保滑块由静止开始下滑。(如何做到？ ) （3）“O ”点选择挡光片前沿 （4）操作上尽量减小产生实验数据误差的可能性。 如验证牛顿第二运动定律时注意质量的称取正确 思考题 1. 如果导轨未调水平，这对本实验的结果会有什 么影响？ 2. 用平均速度代替瞬时速度对本实验的结果影响 如何？ 3. 怎样调节导轨水平？能否认为滑块经过两光电 门的时间相等，导轨才算调平，为什么？ 4. 验证牛顿第二定律时，其合外力F应指什么力； 质量 M是指哪些个物体的质量？怎样保证质量不 变？
