氣軌上測(cè)量滑塊的速度和加速度知識(shí)講解

氣軌上測(cè)量滑塊的速度和加速度實(shí)驗(yàn)原理如圖10-1所示，物體由靜止出發(fā)沿斜面作下滑運(yùn)動(dòng)，在摩擦阻力忽略不計(jì)的情況下，物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)。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(shí)，有，

則(10-2)

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

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一、檢查數(shù)字毫秒計(jì)的工作情況1.首先掌握數(shù)字毫秒計(jì)面板上各開(kāi)關(guān)、旋鈕、按鈕和插座的用途，正確連接好數(shù)字毫秒計(jì)和光電門(mén)之間的連線。2.打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)，電源指示燈和數(shù)碼管應(yīng)全部點(diǎn)亮。將控制選擇開(kāi)關(guān)置于“光控”；光控方式選擇開(kāi)關(guān)置于“”；復(fù)位選擇開(kāi)關(guān)置于“手動(dòng)”檔。3.用手指遮擋任意一只光電二極管，計(jì)數(shù)器開(kāi)始不斷計(jì)數(shù)，再遮擋一下，計(jì)數(shù)停止。4.按下“手動(dòng)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(shí)滑塊在導(dǎo)軌上自由運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的單腳底腳螺絲，使滑塊基本靜止。3.動(dòng)態(tài)調(diào)平：將兩個(gè)光電門(mén)架在導(dǎo)軌上，相距60cm左右。在滑塊上安放開(kāi)槽遮光片（圖10-4），接通數(shù)字毫秒計(jì)電源，將光控方式選擇開(kāi)關(guān)置于“s2”檔，復(fù)位選擇開(kāi)關(guān)置于“自動(dòng)”檔。輕輕推動(dòng)滑塊，分別讀出遮光片通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)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(guò)千分之幾秒，此時(shí)可認(rèn)為氣墊導(dǎo)軌基本水平。三、測(cè)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(cè)量開(kāi)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(kāi)始下滑，記下遮光片通過(guò)第二光電門(mén)的時(shí)間，重復(fù)五次，求出，算出。4.換用不同寬度的開(kāi)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(cè)量滑塊的加速度1.用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)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(guò)兩光電門(mén)的時(shí)間和，計(jì)算、和a。3.重復(fù)上述步驟2測(cè)量5次，將數(shù)據(jù)填入表10-2中，并計(jì)算出。4.按圖10-5方法用米尺測(cè)量單腳底腳螺絲到另外兩個(gè)底腳螺絲連線間的距離，用螺旋測(cè)微器測(cè)量墊塊的厚度h，并由實(shí)驗(yàn)室給出本地區(qū)重力加速度的公認(rèn)值。5.按式（10-2）計(jì)算滑塊下滑加速度的理論值a0，估算相對(duì)誤差。精品課件！精品課件！問(wèn)題討論1.將一個(gè)鋼直尺旁附上一個(gè)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(cè)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(cè)微器的零點(diǎn)讀數(shù)？如果某一螺旋測(cè)微器的零點(diǎn)讀數(shù)為，用此螺