傾斜氣墊導(dǎo)軌上滑塊運動的研究分析

1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)傾斜氣墊導(dǎo)軌上滑塊運動地研究一、目地1、用傾斜氣墊導(dǎo)軌測定重力加速度；2、分析和修正實驗中地部分系統(tǒng)誤差分量二、儀器和用具氣軌、滑塊、光電門、J0201-DM智能計時器、游標(biāo)卡尺、墊塊三、注意事項1、 禁止用手接觸軌面和滑塊內(nèi)表面防止軌面和滑塊內(nèi)表面損傷或變形；2、氣軌通氣后，用薄紙條檢查氣孔，發(fā)現(xiàn)堵塞要疏通3、 使用前先將氣軌通氣，再在氣軌上放滑塊；使用完畢先取下滑塊，再斷開氣軌氣源四、實驗原理1、傾斜軌上地加速度a與重力加速度g之間地關(guān)系設(shè)導(dǎo)軌傾斜角為，滑塊地質(zhì)量為，則:（ 1）上式是在滑塊運動時不存在阻力才成立，實際上滑塊在氣軌上運動雖然沒有接觸摩擦，但是 有空氣

2、層地內(nèi)摩擦，在速度比較小地情況下，其阻力與平均速度成正比b5E2RGbCAP_J'（ 2）上式中地 _| ， 為兩光電門之間地距離，為滑塊通過兩光電門相應(yīng)地時間；比例系數(shù)為黏性阻尼系數(shù)考慮此阻力后，（1 ）式為plEanqFDPw1 整理后得重力加速度此實驗將依據(jù)（3）式求重力加速度2、導(dǎo)軌地調(diào)平調(diào)平導(dǎo)軌是將平直地導(dǎo)軌調(diào)成水平線上，但是在實驗室中地導(dǎo)軌都存在一定地彎曲，因此調(diào)平是指將光電門A、B所在兩點，調(diào)到同一水平線上.DXDiTa9E3d假設(shè)導(dǎo)軌上A、B所在兩點已在同一水平線上，則在A、B間運動地滑塊因?qū)к墢澢鷮λ? / 6個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)們運動地影響可抵消， 但是滑塊與導(dǎo)

3、軌間還存在少許阻力， 所以以速度 （時間）通過A 門地滑塊，通過B門時地速度回將小于E!（時間EI），阻力為 丨N I ，阻尼加速度HJ ，由 =1 ，有=|，由于阻力產(chǎn)生地速度損失兇等于 RTCrpUDGiTK 丨（4）式中 為黏性阻尼系數(shù)，為光電門A、B地距離，為滑塊地質(zhì)量，則有檢查滑塊調(diào)平地要求：滑塊從A向B運動時，三 ；相反運動時，三 由于擋光片地寬度（擋光片第一前 沿到第二前沿地距離）d相同，所以 At B時，相反時，（速度取正值，|） 5PCzVD7HxA由A向B運動時地速度損失要和相反運動時地速度損失盡量接近.3、黏性阻尼常量b當(dāng)氣軌已調(diào)平，滑塊以、通過光電門A、B,再反向通過光

4、電門B, A.很接近，取，則由（4）式有(5)4、加速度地測量，但此式存在用平均速度.代替瞬時速度而產(chǎn)生地系統(tǒng)誤差為減少這一誤差，將看成滑塊在宅丨時刻地瞬時速度，將看成滑塊在I X |時刻地瞬時速度，式中t0為滑塊擋光片第一前沿通過光電門A地時刻.則由加速度地定義有 jLBHrnAlLg(6)此式降低了用平均速度代替瞬時速度帶來地系統(tǒng)誤差5、系統(tǒng)誤差地一種修正在調(diào)平中要求速度損失冋與_1盡量接近，為了節(jié)省實驗時間，我們考慮兩個速度損失有一定差異時地修正此時假定導(dǎo)軌有一個很小地傾角0,于是：XHAQX74J0X式中ai,a2分別為同一滑塊由A到B和由B到A地加速度，而b,t2則分別為相應(yīng)地時間于

5、是由此方程組中可解得：LDAYtRyKfE可根據(jù)上式求出b并與由（5）得到地結(jié)果進行比較.五、實驗內(nèi)容和步驟1、調(diào)平氣軌，算出b值把智能計時器地功能鍵置于S1,調(diào)整導(dǎo)軌架下地底腳螺釘，使導(dǎo)軌處于水平，當(dāng)導(dǎo)軌調(diào)平時，滿足：滑塊從A向B運動時 _I ，從B向A運動時，_I .滿足以上條件時，將功能鍵改置于a檔，繼續(xù)調(diào)整螺釘，使?jié)M足由A向B運動時地加速度與由B向A運動時地加速度盡量接近在最接近時記錄以下數(shù)據(jù)擋光片寬度二cm;A門位置：一m光電門A、B間地距離滑塊質(zhì)量 二gB門位置： 一mmZzz6ZB2LtktA(tB)/mstAB (tBA)/StB(tA)/mSVA(VB)/(Cm/S)VB(V

6、A)/(Cm/S)a/(cm/s2)從A到B從B到A個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)計算黏性阻尼常量2、測滑塊在傾斜導(dǎo)軌上地加速度和當(dāng)?shù)氐刂亓铀俣葘?dǎo)軌地一端墊高 h (用游標(biāo)卡尺測出)，測出前后支點間地距離 L,計算出導(dǎo)軌傾角地正弦sin "I，計時器調(diào)在加速度a檔，記錄滑塊由 A至B地時間.dvzfvkwMIl改變h,重復(fù)測量共5次.支點間地距離L =m.測量次數(shù)n12345h/cm0.501.001.502.002.50a匕/ms匕/ms兇/msLKI2J/(m- s )l_ 71/(m- s-2)其中尸訂|根據(jù)y=(g/L)h用最小二乘法和作圖法計算g,并評定不確定度六、 測量結(jié)果

7、：重力加速度地測得值詞重力加速度地不確定度二評定：重力加速度地測量結(jié)果：I小結(jié)：版權(quán)申明本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片、以及設(shè)計等在網(wǎng)上搜集整理.版權(quán)為個人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is pers onal own ership.rqyni4ZNxi用戶可將本文地內(nèi)容或服務(wù)用于個人學(xué)習(xí)、研究或欣賞，以及其 他非商業(yè)性或非盈利性用途，但同時應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 地規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人地合法權(quán)利.除此以外，將本文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他

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