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1、气轨上测量滑块的速度和加速度第1 页，本讲稿共10 页实验目的 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。第2 页，本讲稿共10 页实验仪器 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 第3 页，本讲稿共10 页实验原理 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：第4 页，本讲稿共10 页 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
2、以算出物体加速度a的理论值。第5 页，本讲稿共10 页实验内容 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。第6 页，本讲稿共10 页二、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，
3、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。第7 页，本讲稿共10 页三、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
4、始下滑，记下遮光片通过第二光电门的时间，重复五次，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。第8 页，本讲稿共10 页四、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。第9 页，本讲稿共10 页问题讨论 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？第10 页，本讲稿共10 页