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1、豆丁文档代下载：http:/ （0.1元/篇）精品文档豆丁网维维大豆整理2011年7月19号动力导轨平台系列设计实验在工程等实际问题中，所接触到的宏观物体的运动速度都远小于光速，经典动力学仍是解决实际工程问题的基础。动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。 动力学以牛顿第二定律为核心，这个定律指出了力、加速度、质量三者间的关系。 我们在动力导轨实验平台上可设计实验进行碰撞现象的研究、简谐振动的研究以及进行加速度、物体质量及导轨摩擦力等物理量的测量。平台仪器动力导轨装置（ME-9458）：导轨装置易于安装，可以精确
2、调节到最小摩擦力，以适应做直线运动系列动力学实验。装置包括：1、弹射小车(ME-9430)，2、碰撞小车(ME-9454)，3、2.2m铝制导轨，4、水平调节脚架2个，5、可调挡板2个，6、带夹固定滑轮1个，7、磁铁缓冲器2个及其存储管，8、谐振弹簧3个，9、摩擦块1个，10、用于固定支撑棒的转轴杆夹1个，11、12平台仪器中英文说明及讲义，13、500g金属质量块2个、14、量角器1个。力传感器(CI-6537)：该型号的力传感器输出电压范围-8 V +8V，测量范围-50 N +50 N，即-50 N的力能产生-8 V的电压输出，+50 N的力能产生 +8 V的电压输出，0电压则表示受力为
3、0（一般将推力作为正值，拉力作为负值）。力传感器安装支架(CI-6545)：用于支撑安装力传感器，便于导轨上各种条件下的受力测量。运动传感器（CI-6742）：依据超声波脉冲遇到目标后声波反弹，探测其返回声波的原理，与PASCO计算机接口配套使用，可计算出目标的距离，根据距离与时间的测量，程序还可计算出目标的速度和加速度。光电门（ME-9498A）：光电门也称为光电开关，利用狭窄的红外光束和快速的下降时间为计时提供精确的信号。当光门的光被挡住时，与光门相连的数字通道为0电压状态；光门透光时，与光门相连的数字通道为5V电压状态。光门传感器相当于一个数字毫秒计，它通过测量固定挡光宽度（S）和挡光时
4、间(t)，从而可以得到该物体经过光门时的运动速度()。转动传感器（CI-6538）：它的核心是一个光学编码器，每转（360）最多可采集1440个数据点。通过数据采集与处理软件可以设置每转采集数据点的个数，有360个数据点和1440个数据点（即分辨率为1或360）两种设置，旋转的方向同样可被感知。转动传感器最常用于测量物体的转动角度与转动位置。加速度传感器（CI-6558）：与连接PASCO的计算机接口及其相关数据接口与处理软件，可以测量5倍于重力加速度的范围，根据加速度的方向，该传感器的输出分正和负，可在+5 g到-5g范围内变化。其精度为0.01 g（g =重力加速度，9.8 m/s2)。电
5、子天平（FA2004N）：电子天平是外力作用于力传感器的信号经电子电路处理，以数字形式显示物体质量。该型号电子天平称量范围为0200g，分度值为0.1mg。配件：砝码若干、挂钩2个。基础设计类实验题目 碰撞现象研究设计内容：碰撞有完全弹性碰撞、完全非弹性碰撞和非完全弹性碰撞之分，设计方案对小车各类碰撞现象进行研究。设计要求：1、测量小车发生碰撞过程中的动量与动能的情况，分析三类碰撞，其动量变化与动能变化各有什么区别；2、对小车碰撞前速度与该速度下小车的碰撞受力大小的进行测量，试讨论小车碰撞前的速度与碰撞时最大受力的关系；3、试讨论哪些因素造成了实验数据与理想数据间的误差，并设计方案作定量测量。
6、题目 导轨水平调节方案设计设计内容：许多仪器在使用前必须要进行水平调节，导轨的水平调节是动力导轨实验成功的基础条件。导轨调节一般分为粗调与细调两步，请利用实验室提供设备设计方案，对导轨进行水平调节。设计要求：1、方案设计要求包括导轨水平调节的粗调方案与细调方案；提示1：判断小车从导轨A到B方向的加速度a和从B到A方向的加速度a是否数值大小一致，一致则水平。可使用运动传感器可测出v-t图，其斜率即为加速度。提示2：判断小车从导轨的A位置到B位置的即时速度是否一致，一致则水平。2、根据方案进行操作，记录相关数据，并根据测量数据分析判断导轨调节是否达到要求。题目 摩擦力测量设计内容：摩擦力有静摩擦力
7、与滑动摩擦力之分，摩擦力的测量原理主要是根据平衡法，即使物体受到的摩擦力与拉力平衡。设计实验对摩擦力及其变化过程进行实测。设计要求：1、设计实验测量装置，选择仪器，测量摩擦力由零到最大静摩擦力，然后开始滑动后的滑动摩擦力的变化过程，试改变一下接触面的形状或性质，看看所测数据有何变化，。实验中应注意保持接触面摩擦力的分布均匀。2、设计实验研究影响最大静摩擦力与滑动摩擦力的因素，如接触面性质、正压力等，并根据测量数据进行分析，给出结论。参考文献：邹方云，用力传感器对摩擦力进行的实验研究，教学仪器与实验，2007，23（1）题目 物体运动的动力学规律设计内容：设计实验方案研究物体运动的动力学问题：加
8、速度与拉力关系、加速度与质量关系、斜面上物体运动加速度与倾角的关系、力的合成与分解设计要求：1、测量小车发生碰撞过程中的动量与动能的情况，分析三类碰撞，其动量变化与动能变化各有什么区别；2、对小车碰撞前速度与该速度下小车的碰撞受力大小的进行测量，试讨论小车碰撞前的速度与碰撞时最大受力的关系；3、试讨论哪些因素造成了实验数据与理想数据间的误差，并设计方案作定量测量。转动组合平台系列设计实验刚体与质点都是物理学研究物体运动的理想模型，选择质点模型还是选择刚体模型应视所研究的问题而定。刚体的运动一般比较复杂，平动和绕固定轴的转动是最为简单的两种运动形式。实际上，刚体任何复杂的运动，都可以看作是平动和
9、转动这两种运动的简单的和复杂的合成。在转动组合平台上可以凭自己的兴趣爱好和所具备的刚体运动的知识，适当组合仪器设计刚体转动方面的实验，如测量物体的转动惯量、向心力，研究能量守恒定理、角动量守恒定理、平行轴定理等。平台仪器1、转动组合平台ME-8951（4套）：转动组合平台ME-8951包括：“A”型铸铁底座和十孔滑轮立轴（1套），铝轨（1个），300g带翼形螺钉和方形螺母的矩形滑块（2套），小螺钉配件（2套），配件安装棒（1个），光电门安装棒（1个），E形环（2个）。2、向心力配件ME-8952（4套）向心力配件ME-8952包括：中心杆（1个），弹簧（1个），塑料指示盘（1个），侧面杆（1个
10、），100g带3个挂勾的重物（1个），50g重物（2个），夹合式滑轮（1个），线轴（若干）。3、转动惯量配件ME-8953（4套）转动惯量配件ME-8953包括：直径25.4cm的旋转圆盘（1个），外径12.7的圆环（1个），10孔滑轮和安装棒（1个），旋转平台转接器（1个）。4、转动传感器CI-6538（4个）常用于测量角速度、角加速度和角位移，也可以用于测量速度、加速度和位移。5、超级滑轮ME-9450（4个）超级滑轮ME9450直接连在光门端头ME-9498A上，提供了一个简单，低摩擦系统（智能滑轮）来测量位置，速度和加速度。6、砝码及挂钩（4套）7、电子天平FA2004N（1个，公用）
11、该型号电子天平称量范围为0200g，分度值为0.1mg。8、转动马达ME-8955该转动马达可以用于驱动向心力部件。该马达需要DC 电源（SF-9582），函数发生器PI-9598）或功率放大器（CI-6552）来供电。9、750数据接口（4套）10、带数据处理软件DataStudio的计算机（4台）附注：仪器的详细使用说明请查阅相关的仪器说明书。基础类设计实验题目 测量物体的转动惯量设计任务：测量物体（质点或刚体）的转动惯量，并将其与理论值比较。设计要求：1、设计一个实验测量物体的转动惯量，记录实验数据；2、研究作用在物体上的外力矩与刚体转动惯量的关系；3、将测量结果与理论值进行比较，分析产
12、生误差的主要原因。振动平台系列设计实验振动是声学、地震学、建筑力学、机械原理、造船等所必需的基础知识，也是光学、电学、交流电工学、无线电技术以及原子物理学所不可缺少的基础，这是因为除机械振动外，自然界中还存在很多类似于机械振动的现象。在不同的振动现象中最基本最简单的振动是简谐振动,一切复杂的振动都可以分解为一系列不同频率的简谐振动组合而成，这样的分解在数学上的依据是傅立叶级数或傅立叶积分的理论。让我们从研究最基础的简谐振动开始进行振动的研究吧。图1 振动平台装置图3 阻尼磁铁与扭摆圆盘图2 机械振荡驱动器平台仪器转动传感器（CI-6538）：它的核心是一个光学编码器，每转（360）最多可采集1
13、440个数据点。通过数据采集与处理软件可以设置每转采集数据点的个数，有360个数据点和1440个数据点（即分辨率为1或360）两种设置，旋转的方向同样可被感知。转动传感器最常用于测量物体的转动角度与转动位置。光电门（ME-94F98A）：光电门也称为光电开关，利用狭窄的红外光束和快速的下降时间为计时提供精确的信号。当光门的光被挡住时，与光门相连的数字通道为0电压状态；光门透光时，与光门相连的数字通道为5V电压状态。光门传感器相当于一个数字毫秒计，它通过测量固定挡光宽度（S）和挡光时间(t)，从而可以得到该物体经过光门时的运动速度()。机械振荡驱动器（ME-8750）：用于驱动低频（0.3-3
14、Hz）、高转矩、正弦振荡设备，它由DC电机、位移驱动臂、装配支架组成。驱动臂通过拉动细线，带动振荡设备进行正弦振荡。功率放大器 II （CI-6552A）：是PASCO计算机接口的附件。它放大从电脑输出的信号，可以作为一个可控的DC电源或AC函数发生器。在DATA STUDIO软件控制下，可以生成正弦波sine、方波square、三角波triangle和锯齿波sawtooth。这意味着电脑现在可被用作DC或AC信号发生器给外电路供电。其他配件：A型支架底座及钢支架、阻尼磁铁、扭摆圆盘、弹簧若干、细绳、橡胶头插线、电源DC18V/5A等。基础设计类实验题目 单摆周期测量设计任务：在一个固定点上悬
15、挂一根不能伸长、无质量的线，并在线的末端悬一质量为m的质点，这就构成了单摆。这种理想的单摆实际上并不存在，因为悬线是有质量的，小球不是质点，空气会给摆动带来阻力。所以只有当小球的质量远大于悬线的质量，而它的半径又远小于悬挂长度时才接近理想状态。设计要求：1 设计实验装置，进行相关数据采集与处理，完成单摆周期测量。2 注意摆与摆长的选择，并保证单摆在同一平面上振动，研究摆长对周期的影响。题目 弹簧劲度系数K测量设计任务：测量单根弹簧的劲度系数，实验中应用不同力拉伸弹簧到不同的长度来确定，使用数据处理软件作出拉力F与拉伸长度L的FL曲线，直线的斜率就等于劲度系数K。设计要求：1） 选择合适设备，设计实验方案、测量弹簧倔强系数K；2） 记录相关数据，使用作图法进行数据
