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1、实验九 气轨上测量滑块的速度和加速度 l实验目的l实验仪器 l实验原理 l实验内容 l问题讨论 实验目的 1.掌握气垫导轨上测滑块的速度和 加速度的一种方法。 2.学习使用气垫导轨和数字毫秒计 。 实验仪器 v气垫导轨v滑块v垫块v遮光片v光电门v数字毫秒计v气源v螺旋测微器v游标卡尺v米尺 实验原理 如图10-1所示，物体由静止出发沿斜面 作下滑运动，在摩擦阻力忽略不计的情况下 ，物体作匀加速直线运动。则有 两式相减，得：此外，根据牛顿第二定律可得： 当 很小时，有，则 (10-2)由上式可见，在已知本地区重力加速 度g的情况下，只要测量出h和L，就可以算 出物体加速度a的理论值。实验内容
2、一、检查数字毫秒计的工作情况 1.首先掌握数字毫秒计面板上各开关、旋钮、按钮和插 座的用途，正确连接好数字毫秒计和光电门之间的 连线。 2.打开仪器电源开关，电源指示灯和数码管应全部点亮 。将控制选择开关置于“光控”；光控方式选择开关置 于“ ”；复位选择开关置于“手动”档。 3.用手指遮挡任意一只光电二极管，计数器开始不断计 数，再遮挡一下，计数停止。 4.按下“手动复位”按钮，显示数字复零，表示仪器工作 正常。二、调节气垫导轨水平 1.粗调：调节导轨下的三只底脚螺丝，使导轨大致水平。 2.静态调平：将滑块放在导轨上，接通气源，这时滑块在导轨 上自由运动，调节导轨的单脚底脚螺丝，使滑块基本静
3、止。 3.动态调平：将两个光电门架在导轨上，相距60cm左右。在滑 块上安放开槽遮光片（图10-4），接通数字毫秒计电源，将 光控方式选择开关置于“ s2 ”档，复位选择开关置于“自动”档 。轻轻推 动滑块，分别读出遮光片通过两个光 电门的时间 和 ，它们不等， 则反复调节单脚螺丝，使它们相差不 超过千分之几秒，此时可认为气垫导 轨基本水平。三、测量滑块的速度 1.在导轨的单脚螺丝下垫放一厚度为1cm的垫 块，如图10-1所示。 2.用游标卡尺测量开槽遮光片的宽度，如图10- 4所示。（或)。 3.使滑块从导轨垫高的一端某一固定位置由静 止开始下滑，记下遮光片通过第二光电门的 时间 ，重复五次
4、，求出 ，算出 。 4.换用不同宽度的开槽遮光片，重复步骤2、3 ，再做一次。将数据填入表10-1中。四、测量滑块的加速度 1.用米尺测量两光电门之间的距离。 2.将滑块从导轨垫高端滑下，分别记下遮光片经过两 光电门的时间 和 ，计算 、 和a。 3.重复上述步骤2测量5次，将数据填入表10-2中，并 计算出。 4.按图10-5方法用米尺测量单脚底脚螺丝到另外两个 底脚螺丝连线间的距离，用螺旋测微器测量垫块的 厚度h，并由实验室给出本地区重力加速度的公认 值。 5.按式（10-2）计算滑块下滑加 速度的理论值a0，估算相对误差。 问题讨论 1.将一个钢直尺旁附上一个特制的游标，可以成 为一游标尺码？ 2.一铜丝的直径大约0.05，用什么仪器以及如何 测量其直径，才能使其不确定度不大于0.001 ？ 3.如何确定一螺旋测微器的零点读数？如果某一 螺旋测微器的零点读数为，用此螺旋测微器测 量钢丝的直径为2.478，则测量值应修定为多 少？
