在氣墊導(dǎo)軌上驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和研究磁阻尼效應(yīng)

在氣墊導(dǎo)軌上驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律和研究磁阻尼效應(yīng)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯1．觀察碰撞過(guò)程，了解碰撞的分類(lèi)、特點(diǎn)等。2．驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。3．研究運(yùn)動(dòng)磁體在與非磁性導(dǎo)體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的磁阻尼效應(yīng)。[實(shí)驗(yàn)原理]1.在氣墊導(dǎo)軌上進(jìn)行彈性碰撞與非彈性碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律一力學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)它所受合外力為零時(shí)，系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。這就是“動(dòng)量守恒定律”。即：當(dāng)，恒量，其中、、分別為系統(tǒng)中第i個(gè)物體的質(zhì)量、速度、及所受的外力。本實(shí)驗(yàn)利用水平氣墊導(dǎo)軌上兩滑塊的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。在水平氣墊導(dǎo)軌上，當(dāng)滑塊A以速度向靜止滑塊B運(yùn)動(dòng)并發(fā)生正碰撞時(shí)，碰撞瞬間在水平方向上兩滑塊只受到相互作用力而無(wú)任何其他外力作用，碰撞前后兩滑塊的總動(dòng)量將守恒。設(shè)碰撞后兩滑塊的速度分別為、，則有（1）選定方向?yàn)檎较颍瑢⑸鲜礁膶?xiě)成標(biāo)量式（2）上式中其余各速度標(biāo)量的符號(hào)取決于各速度方向中是否與方向一致，相同為正，相反為負(fù)。碰撞前后系統(tǒng)機(jī)械能損失為（3）恢復(fù)系數(shù)（兩滑塊碰撞后的分離速度與碰撞前的接近速度之比的絕對(duì)值）為（4）(1)彈性碰撞：碰撞前后動(dòng)量守恒（），機(jī)械能守恒（），恢復(fù)系數(shù)。若，碰撞前后兩滑塊速度交換，，。(2)完全非彈性碰撞：碰撞前后動(dòng)量守恒、機(jī)械能損失較大（），且碰撞后兩滑塊粘在一起以同一速度V2運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，恢復(fù)系數(shù)e=0。若MA=MB，則。(3)非彈性碰撞：碰撞前后動(dòng)量守恒，機(jī)械能不守恒，碰后兩滑塊不粘在一起而各自運(yùn)行，恢復(fù)系數(shù)0<e<1，介于以上二種情況之間。2．在氣墊導(dǎo)軌上研究磁阻尼效應(yīng)利用氣墊導(dǎo)軌無(wú)摩擦力的特點(diǎn)，在氣墊導(dǎo)軌滑塊的兩個(gè)側(cè)面上加裝永磁體，磁體的磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌表面。當(dāng)滑塊在鋁合金導(dǎo)軌上方滑行時(shí)，由于電磁感應(yīng)效應(yīng)，會(huì)在導(dǎo)軌中感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)（這種由于磁體與導(dǎo)體相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象又稱(chēng)為動(dòng)電效應(yīng)），由于導(dǎo)軌的電阻很小，在該電勢(shì)的作用下會(huì)在導(dǎo)軌內(nèi)垂直于滑塊的運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生很大的感應(yīng)電流。該電流與原永磁體磁場(chǎng)相互作用，會(huì)給運(yùn)動(dòng)的磁體一個(gè)與其運(yùn)動(dòng)方向相反的阻尼力。如圖一所示，當(dāng)永磁體在導(dǎo)體表面上方以速度V運(yùn)動(dòng)時(shí)（磁體在導(dǎo)體上的投影面積小于導(dǎo)體的面積，），會(huì)在導(dǎo)體中水平虛線(xiàn)所在位置上感應(yīng)出電勢(shì)。該感應(yīng)電勢(shì)的感應(yīng)電流與磁場(chǎng)相互作用，會(huì)對(duì)磁體產(chǎn)生一個(gè)與磁體運(yùn)動(dòng)方向相反的磁阻尼力。為了簡(jiǎn)化物理量間解析關(guān)系的推導(dǎo)，設(shè)磁體的表面與氣墊導(dǎo)軌表面平行，磁體下方（垂直投影）氣軌面積S△=L0·W0(標(biāo)量積)內(nèi)鋁合金氣墊導(dǎo)軌內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度為（垂直于導(dǎo)軌平面向下），在S△外，磁場(chǎng)強(qiáng)度為零。當(dāng)磁體隨滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)軌在磁體下方投影平面范圍內(nèi)上下面（沿y軸）產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)為，若將感應(yīng)電勢(shì)等效為1個(gè)電池的電動(dòng)勢(shì)，將S△面積的導(dǎo)軌的體電阻看成該電池內(nèi)阻r，S△外部的導(dǎo)軌體電阻視為外電阻R，則由全電路歐姆定律得到在導(dǎo)軌中由感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生的感應(yīng)電流為（1）對(duì)于寬度為L(zhǎng)0、速度為V的運(yùn)動(dòng)磁體，由于，（1）式中，在軌道平面內(nèi)（垂直于），感應(yīng)電流I與磁場(chǎng)的阻尼力的絕對(duì)值為|（2）式中K=，考慮到磁體受到的阻尼力方向與磁體運(yùn)動(dòng)方向相反，由此質(zhì)量為m的裝有永磁體的滑塊的運(yùn)動(dòng)方程為（2’）對(duì)上式積分可得（3）兩邊取對(duì)數(shù)得：（3’）由V=dS(t)/dt，則將（3）再積分得：（4）將（3）帶入（2’）可求出任意時(shí)刻運(yùn)動(dòng)磁體受到的阻尼力的表達(dá)式:(5)由（5）知，只要測(cè)出滑塊到達(dá)各光電門(mén)的時(shí)間和速度，就可求出磁阻尼力。【實(shí)驗(yàn)儀器及裝置】1.氣墊導(dǎo)軌是一種先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，導(dǎo)軌的兩個(gè)工作面上以一定規(guī)律分布若干小孔，用氣源不斷向?qū)к壙涨粌?nèi)輸送壓縮空氣，壓縮空氣從小孔中噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊下表面間形成薄“氣墊”將滑塊浮起，使滑塊能在導(dǎo)軌上作近似無(wú)摩擦運(yùn)動(dòng)，從而克服了摩擦力給力學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的種種困難，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果接近理論值，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也更為直觀。利用氣墊導(dǎo)軌與其它儀器組合，可以完成多組力學(xué)實(shí)驗(yàn)。2.在導(dǎo)軌上相隔一定距離裝有光電傳感器（又稱(chēng)“光電門(mén)”），各有電源和信號(hào)線(xiàn)與氣墊導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)儀相連接。光電傳感器的一側(cè)是一發(fā)光二極管，紅外線(xiàn)射向另一側(cè)的光敏二極管?；瑝K上用螺釘固定一個(gè)擋光板，形狀如圖二所示。當(dāng)滑塊通過(guò)光電傳感器時(shí)，“X”處首先擋住紅外線(xiàn)使氣墊導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)儀開(kāi)始計(jì)時(shí)；當(dāng)“y”處再一次檔住發(fā)光二極管發(fā)出的紅光時(shí)，氣墊導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)儀停止計(jì)時(shí)。儀器顯示的時(shí)間t就是檔光板上距離L通過(guò)光電傳感器所用的時(shí)間，，所以，滑塊通過(guò)光電傳感器的瞬時(shí)速度V=L/t。3．實(shí)驗(yàn)采用“氣墊導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)儀”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)儀”），面板圖見(jiàn)圖三。通過(guò)面板的功能鍵和數(shù)字鍵，可以設(shè)定它用來(lái)測(cè)量滑塊到達(dá)各個(gè)光電門(mén)的時(shí)時(shí)刻、滑塊通過(guò)各個(gè)光電門(mén)的時(shí)間計(jì)時(shí)，輸入滑塊質(zhì)量、檔光片寬度等參數(shù)、以及計(jì)算速度、加速度、阻尼力等物理量。具體操作方法見(jiàn)【實(shí)驗(yàn)步驟】。圖三氣墊導(dǎo)軌綜合實(shí)驗(yàn)儀面板示意圖4．實(shí)驗(yàn)需用的其它器材包括滑塊，貼有永磁體的滑塊，多路微音潔凈氣泵，物理天平，游標(biāo)卡尺等?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟】1．調(diào)整儀器(1)滑塊上安裝如圖二所示形狀的擋光板，安上彈性碰簧和尼龍搭扣（或橡皮泥）。用物理天平測(cè)兩滑塊質(zhì)量MA、MB。用游標(biāo)未尺測(cè)兩滑塊上擋光板的中間缺口和兩邊擋板的寬度，計(jì)算出擋光板的計(jì)時(shí)距離LA、LB（兩邊檔板的寬度略有差異，計(jì)時(shí)距離隨滑塊運(yùn)動(dòng)方向不同而不同，這差異可忽略不計(jì)，任取一邊擋板寬度加上中間缺口寬度作為計(jì)時(shí)距離L即可）。(2)開(kāi)啟氣源給導(dǎo)軌送氣。（導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面經(jīng)過(guò)精密加工、配合嚴(yán)密，導(dǎo)軌未通氣時(shí)不能將滑塊在導(dǎo)軌上移動(dòng)，切勿讓滑塊跌落，切勿敲擊、刻劃導(dǎo)軌表面。不需要供氣時(shí)及時(shí)關(guān)閉氣源，盡量減少氣源開(kāi)啟時(shí)間，以避免電機(jī)過(guò)熱燒毀和碳刷過(guò)多磨損。）(3)在導(dǎo)軌上等距離布置好八個(gè)光電門(mén)。將實(shí)驗(yàn)儀光電門(mén)連接好。接上電源并開(kāi)啟，整機(jī)進(jìn)入待命狀態(tài)，數(shù)碼顯示“P……”。(4)導(dǎo)軌調(diào)平：將一不帶磁鐵的滑塊置于導(dǎo)軌中央，使其靜止不動(dòng)再放開(kāi)讓其“自動(dòng)”運(yùn)動(dòng)，如滑塊始終滑向?qū)к壱欢耍瑒t調(diào)導(dǎo)軌下的調(diào)平螺釘（Z2、Z3），直到滑塊基本不動(dòng)或很緩慢移動(dòng)但無(wú)一定方向時(shí)為止。為保證導(dǎo)軌水平，再將滑塊置于導(dǎo)軌一端，先按儀器面板上的“水平”鍵，再輕推一下使其滑動(dòng)通過(guò)各個(gè)光電門(mén)，實(shí)驗(yàn)儀數(shù)碼依次顯示滑塊通過(guò)八個(gè)光電門(mén)的時(shí)間（單位：ms），在擋光板計(jì)時(shí)距離L=3(cm)，過(guò)光電門(mén)時(shí)間t=60～100(ms)時(shí)，各時(shí)間相差要求不超過(guò)2(ms)。2．碰撞實(shí)驗(yàn)注意：只用兩個(gè)光電門(mén)！請(qǐng)選擇排列在氣墊導(dǎo)軌上的光電門(mén)中位置最合適的兩個(gè)，將它們的連接電纜分別接入儀器背板上的1＃和8＃插座。2．1完全彈性碰撞2.1.1讓兩滑塊上裝有彈性碰簧的一端相對(duì)，滑塊MA置于超出1＃光電門(mén)的導(dǎo)軌的一端，將滑塊MB置于導(dǎo)軌中央使保持靜止不動(dòng)。2.1.2在數(shù)碼顯示“P..........”的使用待命狀態(tài)下，按面板上的“碰撞實(shí)驗(yàn)”鍵，儀器進(jìn)入碰撞實(shí)驗(yàn)程序，數(shù)碼顯示“――――――――”。2.1.3推動(dòng)滑塊MA，使之與滑塊MB發(fā)生完全彈性碰撞。兩個(gè)數(shù)碼顯示器分別顯示滑塊檔光片通過(guò)1＃和8＃光電門(mén)的時(shí)間。如果兩滑塊質(zhì)量相等，MA靜止，能量全部轉(zhuǎn)移給MB，兩滑塊均只通過(guò)光電門(mén)一次，儀器程序等待10幾秒鐘后閃爍顯示器3次，請(qǐng)同學(xué)在數(shù)據(jù)表格中記錄下時(shí)間。按“碰撞實(shí)驗(yàn)”鍵可重復(fù)實(shí)驗(yàn)。2.1.4如果兩滑塊質(zhì)量不相等，碰撞后滑塊MA可能會(huì)跟隨通過(guò)8＃光電門(mén)或返回通過(guò)1＃光電門(mén)，相應(yīng)的數(shù)碼顯示器上顯示最近一次滑塊檔光片通過(guò)相應(yīng)光電門(mén)的時(shí)間。待顯示器出現(xiàn)3次閃爍后，可按面板上的“時(shí)間”鍵，再選擇按不同的數(shù)字鍵查詢(xún)各滑塊通過(guò)各相應(yīng)光電門(mén)的時(shí)間，此時(shí)，2．1．4．1按數(shù)字鍵“1”查詢(xún)滑塊MA正向通過(guò)1＃光電門(mén)的時(shí)間；2．1．4．2按數(shù)字鍵“2”查詢(xún)滑塊MA返回通過(guò)1＃光電門(mén)的時(shí)間；2．1．4．3按數(shù)字鍵“7”查詢(xún)滑塊MB正向通過(guò)8＃光電門(mén)的時(shí)間；2．1．4．4按數(shù)字鍵“8”查詢(xún)滑塊MA跟隨正向通過(guò)8＃光電門(mén)的時(shí)間；（沒(méi)有發(fā)生的不要查詢(xún)）2．1．5參數(shù)輸入：上述實(shí)驗(yàn)停止時(shí)，按“輸入”鍵，數(shù)碼顯示器會(huì)依次提示輸入滑塊MA的質(zhì)量M1(g)、滑塊MB的質(zhì)量M2(g)、滑塊MA上檔光片的寬度LA(cm)、滑塊MB上檔光片的寬度LB(cm).注意有效數(shù)字的規(guī)則，輸入質(zhì)量時(shí)，以克為單位，小數(shù)點(diǎn)后須保留一位。輸入寬度L時(shí)，以厘米為單位，小數(shù)點(diǎn)后須保留三位。每個(gè)參數(shù)輸入完畢必須按“確認(rèn)”鍵保存，有效數(shù)字不對(duì)時(shí)，數(shù)碼顯示“EAA----”，提示重新輸入。2．1．6動(dòng)量計(jì)算及查詢(xún)：參數(shù)輸入完畢后，按“動(dòng)量”鍵，再選擇按不同的數(shù)字鍵查詢(xún)各滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的動(dòng)量，此時(shí)，2．1．6．1按數(shù)字鍵“1”查詢(xún)滑塊MA正向通過(guò)1＃光電門(mén)的動(dòng)量；2．1．6．2按數(shù)字鍵“5”查詢(xún)滑塊MA返回通過(guò)1＃光電門(mén)的動(dòng)量；2．1．6．3按數(shù)字鍵“3”查詢(xún)滑塊MB正向通過(guò)8＃光電門(mén)的動(dòng)量；2．1．6．4按數(shù)字鍵“2”查詢(xún)滑塊MA跟隨正向通過(guò)8＃光電門(mén)的動(dòng)量；（沒(méi)有發(fā)生的不要查詢(xún)）在數(shù)據(jù)表格中記錄下各動(dòng)量值。單位為：“kg.m/s”。2．1．7能量計(jì)算及查詢(xún)：按“確認(rèn)”鍵返回待命狀態(tài)。如果要計(jì)算和查詢(xún)滑塊MA、MB通過(guò)光電門(mén)1、8的能量，則按“能量”鍵后重復(fù)2．1．6中的操作。單位為：“kg（m/s）2”在數(shù)據(jù)表格中記錄下各能量值。2．2完全非彈性碰撞2．2．1讓兩滑塊上裝有尼龍搭和（或橡皮泥）的一端相對(duì)?；瑝KMA置于超出1＃光電門(mén)的導(dǎo)軌的一端，將滑塊MB置于導(dǎo)軌中央使保持靜止不動(dòng)。2．2．2在數(shù)碼顯示“P..........”的使用待命狀態(tài)下，按面板上的“碰撞實(shí)驗(yàn)”鍵，儀器進(jìn)入碰撞實(shí)驗(yàn)程序，數(shù)碼顯示“――――――――”。2．2．3推動(dòng)滑塊MA，使之與滑塊MB發(fā)生完全非彈性碰撞。兩個(gè)數(shù)碼顯示器分別顯示滑塊MA通過(guò)1＃和滑塊MA+MB通過(guò)8＃光電門(mén)的時(shí)間。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各時(shí)間值。按“碰撞實(shí)驗(yàn)”鍵可重復(fù)實(shí)驗(yàn)。2．2．4上述實(shí)驗(yàn)停止時(shí)，按“輸入”鍵，數(shù)碼顯示器會(huì)依次提示輸入滑塊MA的質(zhì)量M1(g)、滑塊MB的質(zhì)量M2(g)、滑塊MA上檔光片的寬度LA(cm)、滑塊MB上檔光片的寬度LB(cm).注意有效數(shù)字的規(guī)則，輸入質(zhì)量時(shí)，以克為單位，小數(shù)點(diǎn)后須保留一位。輸入寬度時(shí)，以厘米為單位，小數(shù)點(diǎn)后須保留三位。每個(gè)參數(shù)輸入完畢必須按“確認(rèn)”鍵保存，有效數(shù)字不對(duì)時(shí)，數(shù)碼顯示“EAA----”，提示重新輸入。2．2．5動(dòng)量計(jì)算及查詢(xún)：參數(shù)輸入完畢后，按“動(dòng)量”鍵，然后數(shù)字鍵“1”可計(jì)算和查詢(xún)滑塊MA通過(guò)1＃光電門(mén)的動(dòng)量，按數(shù)字鍵“4”計(jì)算和查詢(xún)滑塊MA+MB通過(guò)8＃光電門(mén)的動(dòng)量。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各動(dòng)量值。單位為：“kg.m/s”。按“確認(rèn)”鍵返回待命狀態(tài)。2．2．6能量計(jì)算及查詢(xún)：參數(shù)輸入完畢后，在待命狀態(tài)按“能量”鍵，然后數(shù)字鍵“1”可計(jì)算和查詢(xún)滑塊MA通過(guò)1＃光電門(mén)的能量，按數(shù)字鍵“4”計(jì)算和查詢(xún)滑塊MA+MB通過(guò)8＃光電門(mén)的動(dòng)量。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各能量值。單位為：“kg(m/s)2”。按“確認(rèn)”鍵返回待命狀態(tài)。2．3非完全彈性碰撞2.3.1處理兩滑塊的端面，使之能發(fā)生非完全彈性碰撞。將滑塊MA置于超出1＃光電門(mén)的導(dǎo)軌的一端，將滑塊MB置于導(dǎo)軌中央使保持靜止不動(dòng)。2.3.2在數(shù)碼顯示“P..........”的使用待命狀態(tài)下，按面板上的“碰撞實(shí)驗(yàn)”鍵，儀器進(jìn)入碰撞實(shí)驗(yàn)程序，數(shù)碼顯示“――――――――”。2.3.3推動(dòng)滑塊MA，使之與滑塊MB發(fā)生非完全彈性碰撞。兩個(gè)數(shù)碼顯示器分別顯示滑塊檔光片通過(guò)1＃和8＃光電門(mén)的時(shí)間。在數(shù)據(jù)表格中記錄下時(shí)間。按“碰撞實(shí)驗(yàn)”鍵可重復(fù)實(shí)驗(yàn)。2.3.4如果碰撞后滑塊MA跟隨滑塊MB通過(guò)8＃光電門(mén)或返回通過(guò)1＃光電門(mén)，則可先按面板上的“時(shí)間”鍵，再選擇按不同的數(shù)字鍵查詢(xún)各滑塊通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，此時(shí)，2．3．4．1按數(shù)字鍵“1”查詢(xún)滑塊MA正向通過(guò)1＃光電門(mén)的時(shí)間；2．3．4．2按數(shù)字鍵“5”查詢(xún)滑塊MA返回通過(guò)1＃光電門(mén)的時(shí)間；2．3．4．3按數(shù)字鍵“3”查詢(xún)滑塊MB正向通過(guò)8＃光電門(mén)的時(shí)間；2．3．4．4按數(shù)字鍵“2”查詢(xún)滑塊MA跟隨正向通過(guò)8＃光電門(mén)的時(shí)間；（沒(méi)有發(fā)生的過(guò)程不要查詢(xún)）2．3．5參數(shù)輸入：上述實(shí)驗(yàn)停止時(shí)，按“輸入”鍵，數(shù)碼顯示器會(huì)依次提示輸入滑塊MA的質(zhì)量M1(g)、滑塊MB的質(zhì)量M2(g)、滑塊MA上檔光片的寬度LA(cm)、滑塊MB上檔光片的寬度LB(cm).注意有效數(shù)字的規(guī)則，輸入質(zhì)量時(shí)，以克為單位，小數(shù)點(diǎn)后須保留一位。輸入寬度L時(shí)，以厘米為單位，小數(shù)點(diǎn)后須保留三位。每個(gè)參數(shù)輸入完畢必須按“確認(rèn)”鍵保存，有效數(shù)字不對(duì)時(shí)，數(shù)碼顯示“ERR----”，提示重新輸入。2．3．6動(dòng)量計(jì)算及查詢(xún)：參數(shù)輸入完畢后，按“動(dòng)量”鍵，再選擇按不同的數(shù)字鍵查詢(xún)各滑塊通過(guò)光電門(mén)時(shí)的動(dòng)量，此時(shí)，2．3．6．1按數(shù)字鍵“1”查詢(xún)滑塊MA正向通過(guò)1＃光電門(mén)的動(dòng)量；2．3．6．2按數(shù)字鍵“5”查詢(xún)滑塊MA返回通過(guò)1＃光電門(mén)的動(dòng)量；2．3．6．3按數(shù)字鍵“3”查詢(xún)滑塊MB正向通過(guò)8＃光電門(mén)的動(dòng)量；2．3．6．4按數(shù)字鍵“2”查詢(xún)滑塊MA跟隨正向通過(guò)8＃光電門(mén)的動(dòng)量；（沒(méi)有發(fā)生的不要查詢(xún)）在數(shù)據(jù)表格中記錄下各動(dòng)量值。單位為：“kg.m/s”。2．3．7能量計(jì)算及查詢(xún)：參數(shù)輸入完畢后，在待命狀態(tài)按“能量”鍵，然后數(shù)字鍵“1”可計(jì)算和查詢(xún)滑塊MA通過(guò)1＃光電門(mén)的能量，按數(shù)字鍵“4”計(jì)算和查詢(xún)滑塊MA+MB通過(guò)8＃光電門(mén)的動(dòng)量。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各能量值。單位為：“kg(m/s)2”。按“確認(rèn)”鍵返回待命狀態(tài)。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各能量值。3．氣墊導(dǎo)軌上的磁阻尼實(shí)驗(yàn)3．1將帶磁鐵的滑塊置于氣墊導(dǎo)軌的左端；3．2設(shè)置排列的光電門(mén)數(shù)：在數(shù)碼顯示“P..........”的使用待命狀態(tài)下，按面板上的“設(shè)置”鍵，再通過(guò)數(shù)字鍵輸入排列的光電門(mén)數(shù)目。（默認(rèn)光電門(mén)數(shù)目為8個(gè)，如排列的光電門(mén)恰為8個(gè)，則不需要進(jìn)行此設(shè)置。）按“確認(rèn)”鍵返回。3．3．在數(shù)碼顯示“P..........”的待命狀態(tài)下，按面板上的“磁阻尼實(shí)驗(yàn)”鍵，儀器進(jìn)入磁阻尼實(shí)驗(yàn)程序，數(shù)碼顯示“――――――――”。3．4將貼有磁鐵的滑塊置于超出1＃光電門(mén)的導(dǎo)軌的一端，推動(dòng)滑塊，使滑塊運(yùn)動(dòng)通過(guò)全部光電門(mén)。數(shù)碼顯示器依次顯示滑塊的檔光片通過(guò)各個(gè)光電門(mén)的時(shí)間。3．5按“時(shí)刻”鍵，再按“1”～“8”數(shù)字鍵，可以分別查詢(xún)滑塊到達(dá)1?！?＃光電門(mén)的時(shí)刻；按“確認(rèn)”鍵返回查詢(xún)狀態(tài)。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各時(shí)刻值。3．6按“時(shí)間”鍵，再按“1”～“8”數(shù)字鍵，可以分別查詢(xún)滑塊通過(guò)1?！?＃光電門(mén)的時(shí)間；按“確認(rèn)”鍵返回查詢(xún)狀態(tài)。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各時(shí)間值。3．7如果要查詢(xún)滑塊通過(guò)各光電門(mén)時(shí)的速度、加速度、磁阻尼力，可分別如下操作：3．7．1查速度：按“速度”鍵，則首先提示輸入檔光片的寬度（以cm為單位），輸入完畢必須按“確認(rèn)”鍵保存，有效數(shù)字不對(duì)時(shí)，數(shù)碼顯示“ERR----”，提示重新輸入。再按“1”～“8”數(shù)字鍵，可以分別查詢(xún)滑塊通過(guò)1＃～8＃光電門(mén)時(shí)的速度；在數(shù)據(jù)表格中記錄下各速度值。單位為：“m/s”按“確認(rèn)”鍵返回查詢(xún)狀態(tài)。3．7．2查加速度：按“加速度”鍵，會(huì)依次提示輸入滑塊上檔光片的寬度L(cm)及滑塊的質(zhì)量M(g)，每個(gè)參數(shù)輸入完畢必須按“確認(rèn)”鍵保存，有效數(shù)字不對(duì)時(shí)，數(shù)碼顯示“ERR----”，提示重新輸入。再按“1”～“8”數(shù)字鍵，可以分別查詢(xún)滑塊通過(guò)1?！?＃光電門(mén)時(shí)的加速度。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各加速度值。單位為：“m/s2”3．7．3查阻尼力：按“阻尼力”鍵，會(huì)提示輸入滑塊上檔光片的寬度L(cm)及滑塊的質(zhì)量M(g)，再按“1”～“8”數(shù)字鍵，可以分別查詢(xún)滑塊通過(guò)1?！?＃光電門(mén)時(shí)受到的阻力。在數(shù)據(jù)表格中記錄下各阻尼力的值，單位為：“N”，按“確認(rèn)”鍵返回查詢(xún)狀態(tài)。3．8對(duì)測(cè)得的速度取對(duì)數(shù)值，用坐標(biāo)紙作相應(yīng)的lnVi-ti圖，由圖可求出阻尼系數(shù)K.代入（5）式即可求得阻尼力F隨速度的變化。4．振動(dòng)實(shí)驗(yàn)4．1簡(jiǎn)諧振動(dòng)實(shí)驗(yàn)4．1．1該實(shí)驗(yàn)只用一個(gè)光電門(mén)，將位于氣墊導(dǎo)軌中央附近的光電門(mén)電纜接到儀器備板的1＃插座。4．1．2打開(kāi)電源，在數(shù)碼顯示“P..........”的待命狀態(tài)下，按面板上的“振動(dòng)實(shí)驗(yàn)”鍵，數(shù)碼顯示“――――”，接著按數(shù)字鍵設(shè)置振動(dòng)周期數(shù)，按“確認(rèn)”鍵啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)。4．1．3將一不帶磁鐵的滑塊置于氣墊導(dǎo)軌一端，推動(dòng)滑塊，使之在氣墊導(dǎo)軌上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，儀器對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)。顯示器左邊顯示當(dāng)前振動(dòng)的周期，右邊顯示振動(dòng)的周期計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)周期等于設(shè)定的周期數(shù)時(shí)，實(shí)驗(yàn)停止。顯示器上顯示振動(dòng)的總時(shí)間（單位：s）4．2阻尼振動(dòng)實(shí)驗(yàn)4．2．1該實(shí)驗(yàn)只用一個(gè)光電門(mén)，將位于氣墊導(dǎo)軌中央附近的光電門(mén)電纜接到儀器備板的1＃插座。4．2．2打開(kāi)電源，在數(shù)碼顯示“P..........”的待命狀態(tài)下，按面板上的“振動(dòng)實(shí)驗(yàn)”鍵，數(shù)碼顯示“――――”，接著按數(shù)字鍵設(shè)置振動(dòng)周期