氣軌上測量滑塊的速度和加速度知識講解

氣軌上測量滑塊的速度和加速度實驗原理如圖10-1所示，物體由靜止出發(fā)沿斜面作下滑運動，在摩擦阻力忽略不計的情況下，物體作勻加速直線運動。則有

兩式相減，得：

此外，根據(jù)牛頓第二定律可得：

當(dāng)很小時，有，

則(10-2)

由上式可見，在已知本地區(qū)重力加速度g的情況下，只要測量出h和L，就可以算出物體加速度a的理論值。

實驗內(nèi)容一、檢查數(shù)字毫秒計的工作情況1.首先掌握數(shù)字毫秒計面板上各開關(guān)、旋鈕、按鈕和插座的用途，正確連接好數(shù)字毫秒計和光電門之間的連線。2.打開儀器電源開關(guān)，電源指示燈和數(shù)碼管應(yīng)全部點亮。將控制選擇開關(guān)置于“光控”；光控方式選擇開關(guān)置于“”；復(fù)位選擇開關(guān)置于“手動”檔。3.用手指遮擋任意一只光電二極管，計數(shù)器開始不斷計數(shù)，再遮擋一下，計數(shù)停止。4.按下“手動復(fù)位”按鈕，顯示數(shù)字復(fù)零，表示儀器工作正常。二、調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平1.粗調(diào)：調(diào)節(jié)導(dǎo)軌下的三只底腳螺絲，使導(dǎo)軌大致水平。2.靜態(tài)調(diào)平：將滑塊放在導(dǎo)軌上，接通氣源，這時滑塊在導(dǎo)軌上自由運動，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的單腳底腳螺絲，使滑塊基本靜止。3.動態(tài)調(diào)平：將兩個光電門架在導(dǎo)軌上，相距60cm左右。在滑塊上安放開槽遮光片（圖10-4），接通數(shù)字毫秒計電源，將光控方式選擇開關(guān)置于“s2”檔，復(fù)位選擇開關(guān)置于“自動”檔。輕輕推動滑塊，分別讀出遮光片通過兩個光電門的時間和，它們不等，則反復(fù)調(diào)節(jié)單腳螺絲，使它們相差不超過千分之幾秒，此時可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌基本水平。三、測量滑塊的速度1.在導(dǎo)軌的單腳螺絲下墊放一厚度為1cm的墊塊，如圖10-1所示。2.用游標(biāo)卡尺測量開槽遮光片的寬度，如圖10-4所示。（或)。3.使滑塊從導(dǎo)軌墊高的一端某一固定位置由靜止開始下滑，記下遮光片通過第二光電門的時間，重復(fù)五次，求出，算出。4.換用不同寬度的開槽遮光片，重復(fù)步驟2、3，再做一次。將數(shù)據(jù)填入表10-1中。四、測量滑塊的加速度1.用米尺測量兩光電門之間的距離。2.將滑塊從導(dǎo)軌墊高端滑下，分別記下遮光片經(jīng)過兩光電門的時間和，計算、和a。3.重復(fù)上述步驟2測量5次，將數(shù)據(jù)填入表10-2中，并計算出。4.按圖10-5方法用米尺測量單腳底腳螺絲到另外兩個底腳螺絲連線間的距離，用螺旋測微器測量墊塊的厚度h，并由實驗室給出本地區(qū)重力加速度的公認(rèn)值。5.按式（10-2）計算滑塊下滑加速度的理論值a0，估算相對誤差。精品課件！精品課件！問題討論1.將一個鋼直尺旁附上一個特制的游標(biāo)，可以成為一游標(biāo)尺碼？2.一銅絲的直徑大約0.05，用什么儀器以及如何測量其直徑，才能使其不確定度不大于0.001？3.如何確定一螺旋測微器的零點讀數(shù)？如果某一螺旋測微器的零點讀數(shù)為，用此螺