《大学物理实验》204 气轨上的实验

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竭诚为您提供优质文档/双击可除在气垫导轨上测加速度的实验报告篇一：大学物理实验气垫导轨实验报告气轨导轨上的实验——测量速度、加速度及验证牛顿第二运动定律一、实验目的1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。

2、在气垫导轨上测量物体的速度和加速度，并验证牛顿第二定律。

3、定性研究滑块在气轨上受到的粘滞阻力与滑块运动速度的关系。

二、实验仪器气垫导轨(Qg-5-1.5m)、气源（Dc-2b型）、滑块、垫片、电脑计数器(muJ-6b型)、电子天平（Yp1201型）三、实验原理1、采用气垫技术，使被测物体“漂浮”在气垫导轨上，没有接触摩擦，只用气垫的粘滞阻力，从而使阻力大大减小，实验测量值接近于理论值，可以验证力学定律。

2、电脑计数器（数字毫秒计）与气垫导轨配合使用，使时间的测量精度大3v??x?t?x?t4过s1、s离?sa?速度和加速度的计算程序已编入到电脑计数器中，实验时也可通过按相应的功能和转换按钮，从电脑计数器上直接读出速度和加速度的大小。

5、牛顿第二定律得研究若不计阻力，则滑块所受的合外力就是下滑分力，F?mgsin??mg定牛顿第二定律成立，有mgh。

假Lhh?ma理论，a理论?g，将实验测得的a和a理论进LL行比较，计算相对误差。

如果误差实在可允许的范围内（＜5％），即可认为（本地g取979.5cm/s2）a?a理论，则验证了牛顿第二定律。

6、定性研究滑块所受的粘滞阻力与滑块速度的关系实验时，滑块实际上要受到气垫和空气的粘滞阻力。

考虑阻力，滑块的动力hh学方程为mg?f?ma，f?mg?ma?m(a理论－a)，比较不同倾斜状态下的LL平均阻力f与滑块的平均速度，可以定性得出f与v 的关系。

四、实验内容与步骤1、将气垫导轨调成水平状态先“静态”调平（粗调），后“动态”调平（细调），“静态”调平应在工作区间范围内不同的位置上进行2~3次，“动态”调平时，当滑块被轻推以50cm/s左右的速度（挡光宽度1cm，挡光时间20ms左右）前进时，通过两光电门所用的时间之差只能为零点几毫秒，不能超过1毫秒，且左右来回的情况应基本相同。

气轨上弹簧振子的简谐振动目的要求：（1）用实验方法考察弹簧振子的振动周期与系统参量的关系并测定弹簧的劲度系数和有效质量。

（2）观测简谐振动的运动学特征。

（3）测量简谐振动的机械能。

仪器用具：气轨（自带米尺，2m,1mm），弹簧两个，滑块，骑码，挡光刀片，光电计时器，电子天平（0.01g），游标卡尺（0.05mm），螺丝刀。

实验原理：（一）弹簧振子的简谐运动过程:质量为 m1的质点由两个弹簧与连接，弹簧的劲度系数分别为k1和 k2，如下图所示：当 m1偏离平衡位置 x时，所受到的弹簧力合力为令 k=，并用牛顿第二定律写出方程解得X=Asin()即其作简谐运动，其中在上式中，是振动系统的固有角频率，是由系统本身决定的。

m=m 1+m0是振动系统的有效质量， m 0是弹簧的有效质量，A是振幅，是初相位，A和由起始条件决定。

系统的振动周期为通过改变测量相应的 T，考察 T 和的关系，最小二乘法线性拟合求出 k和（二）简谐振动的运动学特征:将（）对 t 求微分）可见振子的运动速度 v 的变化关系也是一个简谐运动，角频率为，振幅为，而且 v 的相位比 x 超前 . 消去 t，得x=A时，v=0，x=0 时，v 的数值最大，即实验中测量 x和 v 随时间的变化规律及 x和 v 之间的相位关系。

从上述关系可得（三）简谐振动的机械能:振动动能为系统的弹性势能为则系统的机械能式中：k 和 A均不随时间变化。

上式说明机械能守恒，本实验通过测定不同位置 x上 m 1的运动速度 v，从而求得和，观测它们之间的相互转换并验证机械能守恒定律。

（四）实验装置：1.气轨设备及速度测量实验室所用气轨由一根约 2m 长的三角形铝材做成，气轨的一端堵死，另一端送入压缩空气，气轨的两个方向上侧面各钻有两排小孔，空气从小孔喷出。

把用合金铝做成的滑块放在气轨的两个喷气侧面上，滑块的内表面经过精加工与这两个侧面精确吻合，滑块与气轨之间就会形成一层很薄的气垫，使滑块漂浮在气垫上，因此滑块受到的摩擦力很小。

气动导轨实验报告实验名称：气动导轨的研究和实验实验目的：1. 了解气动导轨的工作原理和基本结构2. 掌握气动导轨实验装置的使用方法3. 分析不同参数对气动导轨性能的影响4. 进行气动导轨实验，并记录实验数据5. 分析实验数据，检验气动导轨的性能指标实验设备：1. 气动导轨实验装置2. 数据采集设备3. 气源设备4. 实验工具：尺子、计时器等实验步骤：1. 查阅相关资料，了解气动导轨的工作原理和基本结构。

2. 熟悉气动导轨实验装置的使用方法，包括导轨装置的安装和连接、气源设备的设置和调整等。

3. 计划实验，确定实验参数，例如气源压力、导轨摩擦剂等。

4. 按照计划进行实验，记录实验过程中的关键数据，如导轨行程、摩擦力等。

5. 实验结束后，对实验数据进行整理和分析，包括计算导轨的滑动阻力、滑动速度等性能指标。

6. 根据实验数据和分析结果，评估气动导轨的性能，并提出改进建议。

实验结果：通过实验数据的整理和分析，我们得到了气动导轨的性能指标，如滑动阻力和滑动速度等。

根据实验结果，我们可以评估气动导轨的性能以及其适用范围。

同时，我们还可以根据实验结果提出改进建议，进一步优化气动导轨的设计和制造。

实验结论：通过本次实验，我们深入了解了气动导轨的工作原理和基本结构，并掌握了气动导轨实验装置的使用方法。

通过实验数据的分析，我们评估了气动导轨的性能指标，并提出了改进建议。

实验结果表明，气动导轨具有较低的滑动阻力和较高的滑动速度，适用于一些需要精密控制和高速移动的场合。

然而，在一些要求摩擦力较大和负载较大的工况中，气动导轨的使用效果可能不理想。

因此，在应用气动导轨时需要根据实际情况选择合适的导轨型号和参数。

改进建议：1. 在设计和制造气动导轨时，在考虑使用寿命和稳定性的同时，要尽量减小滑动阻力，提高滑动速度。

2. 针对某些负载较大的工况，可以考虑增加气源压力，以提高气动导轨的承载能力。

3. 进一步优化气动导轨的结构设计，以减小摩擦剂的使用量和摩擦剂带来的污染问题。

气轨上的实验——速度、加速度的测量及牛顿第二定律的验证中国石油大学现代远程教育课程实验报告所属教学站：姓名：学号：年级专业层次：学期：实验名称：气轨上的实验——速度、实验时间：加速度的测量及牛顿第二定律的验证小组合作：是? 否? 小组成员：1、实验目的：2、实验设备及材料：3、实验原理：4、实验内容及数据：5．实验数据处理过程：质量不变时加速度与外力成正比的数据记录：S= 1 m =0.01 m 滑块质量= 0.3 kg ,x,ts/次,,1,1,2,2,2mkg/,ts/ vms/vms/ams/ ams/ 1222li ams/数1 0.10 0.1 0.05 0.2 0.015 0.0142 0.01442 0.11 0.09 0.051 0.19 0.015 0.01423 0.11 0.09 0.052 0.19 0.014 0.01424 0.10 0.1 0.051 0.19 0.013 0.01425 0.11 0.09 0.052 0.19 0.014 0.01421 0.12 0.125 0.040 0.33 0.027 0.027 0.0292 0.12 0.125 0.040 0.33 0.0273 0.12 0.125 0.040 0.33 0.0274 0.12 0.125 0.040 0.33 0.0275 0.12 0.125 0.030 0.33 0.0271 0.13 0.077 0.025 0.4 0.077 0.077 0.0752 0.13 0.077 0.025 0.4 0.0773 0.13 0.077 0.025 0.4 0.0774 0.13 0.077 0.025 0.4 0.0775 0.13 0.077 0.025 0.4 0.077,,a=0.0142 =0.0144 实=4.14728827066554E-030. 第一种情况ali 22，，，，a,a,3,，3,理理实实0.0142<=0.0158 所以理论正确,,a第二种 =0.027 =0.029 实=9.14728827066554E-030 ali|0.027-0.029|=0.002<0.0124,,a第三种情况=0.077 =0.075 实=1.14728827066554E-020 ali 0.002<0.0210所以理论正确物体所受外力不变时，加速度与质量成反比的数据记录表：,ts/次,,1,1,2,2,2,ts/Mkg/,,,vms/vms/ams/ams/122liams/ 数1 0.10 0.1 0.05 0.2 0.015 0.0142 0.01442 0.11 0.09 0.051 0.19 0.015 0.01423 0.11 0.09 0.052 0.19 0.014 0.01424 0.10 0.1 0.051 0.19 0.013 0.01425 0.11 0.09 0.052 0.19 0.014 0.01421 0.13 0.135 0.034 0.31 0.0120 0.0123 0.01222 0.12 0.125 0.041 0.33 0.01213 0.12 0.123 0.040 0.32 0.01244 0.12 0.125 0.039 0.33 0.01235 0.12 0.135 0.039 0.34 0.01221 0.13 0.071 0.023 0.41 0.0108 0.0108 0.01052 0.13 0.077 0.025 0.40 0.01083 0.12 0.073 0.023 0.42 0.01084 0.13 0.077 0.025 0.43 0.01085 0.13 0.072 0.025 0.42 0.01086．实验结果的评定及分析：7．问题讨论：问答题答案：1.指的是滑块的质量不变调节气轨水平后，将一定质量的砝码盘通过涤纶带经气轨滑轮与滑块相连。

实验五气垫导轨上的实验【实验简介】力学实验中，摩擦力的存在使实验结果的分析处理变得很复杂。

采用气垫技术能大大地减小物体之间的摩擦，使得物体作近似无摩擦的运动，因此在机械、纺织、运输等工业领域都得到了广泛的应用。

利用气垫技术制造的气垫船、气垫输送线、空气轴承等，可以减小机械摩擦，从而提高速度和机械效率，延长使用寿命。

在物理实验中采用现代化的气垫技术，可使物体在气垫导轨上运动，由于气垫可以把物体托浮使运动摩擦大大减小，从而可以进行一些精确的定量研究以及验证某些物理规律。

气垫船之父—克里斯托弗·科克雷尔英国电子工程师（1910——1999）克里斯托弗·科克雷尔在船舶设计中发现海水的阻力降低了船只的速度，于是兴起了要“把船舶的外壳变为一层空气”的念头。

1953年，他利用这个原理制造了一条船，从船底一排排的喷气缝射出空气，形成气垫把船承托起来，即气垫船。

可以说他是气垫技术创始人。

气垫技术现已广泛应用于各方面。

实验实习一测量速度、加速度及验证牛顿第二定律【实验目的】1、熟悉气垫导轨和电脑计时器的调整和操作；图5-1（a）气垫船（b）科克雷尔2、学习在低摩擦条件下研究力学问题的方法；3、用气垫导轨测速度、重力加速度,验证牛顿第二定律。

【实验仪器及装置】气垫导轨（QG-5-1.5m型）及附件、电脑通用计数器(MUJ-6B型)、光电门、气源（DC-2B 型）、电子天平（YP1201型）、游标卡尺（0.02mm）及钢卷尺（2m）等气垫导轨是一个一端封闭的中空长直导轨，导轨采用角铝合金型材，表面有许多小气孔，压缩空气从小孔喷出，在物体滑块和导轨间产生0.05～0.2mm厚的空气层，即气垫。

为了加强刚性，不易变形，将角铝合金型材固定在工字钢上，导轨长度在1.2～2.0m之间，导轨面宽40mm上面两排气孔孔径0.5～0.9mm。

全套设备包括导轨、起源、计时系统三大部分。

结构如图5-1-1所示。

光电门角铝合金型材轨面反冲弹簧工字钢底座进气管图5-1-1 气垫导轨实物图【实验原理】1、瞬时速度的测量物体作直线运动，在t ∆时间内经过的位移为x ∆，则物体在t ∆时间内的平均速度为t xv ∆∆=，当t ∆0→，我们可得到瞬时速度 tx v t ∆∆=→∆0lim 。

气轨导轨上的实验——测量速度、加速度及验证牛顿第二运动定律一、实验目的1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。

2、在气垫导轨上测量物体的速度和加速度，并验证牛顿第二定律。

3、定性研究滑块在气轨上受到的粘滞阻力与滑块运动速度的关系。

二、实验仪器气垫导轨(QG-5-1.5m)、气源（DC-2B 型）、滑块、垫片、电脑计数器(MUJ-6B型)、电子天平（YP1201型）、标卡尺（0.02mm ）、钢卷尺（2m ）。

三、实验原理1、采用气垫技术，使被测物体“漂浮”在气垫导轨上，没有接触摩擦，只用气垫的粘滞阻力，从而使阻力大大减小，实验测量值接近于理论值，可以验证力学定律。

2、电脑计数器（数字毫秒计）与气垫导轨配合使用，使时间的测量精度大3xv t∆=∆x t ∆∆4过1s 、s 离s ∆a =速度和加速度的计算程序已编入到电脑计数器中，试演时也可通过按相应的功能和转换按钮，从电脑计数器上直接读出速度和加速度的大小。

5、牛顿第二定律得研究若不计阻力，则滑块所受的合外力就是下滑分力，sin hF mg mg Lθ==。

假定牛顿第二定律成立，有h mgma L =理论，ha g L=理论，将实验测得的a 和a 理论进行比较，计算相对误差。

如果误差实在可允许的范围内（＜5％），即可认为a a =理论，则验证了牛顿第二定律。

（本地g 取979.5cm/s 2） 6、定性研究滑块所受的粘滞阻力与滑块速度的关系实验时，滑块实际上要受到气垫和空气的粘滞阻力。

考虑阻力，滑块的动力学方程为h mg f ma L -=，()hf mg ma m a a L =-=理论－，比较不同倾斜状态下的平均阻力f 与滑块的平均速度，可以定性得出f 与v 的关系。

四、实验内容与步骤1、将气垫导轨调成水平状态先“静态”调平（粗调），后“动态”调平（细调），“静态”调平应在工作区间范围内不同的位置上进行2~3次，“动态”调平时，当滑块被轻推以50cm/s 左右的速度（挡光宽度1cm ，挡光时间20ms 左右）前进时，通过两光电门所用的时间之差只能为零点几毫秒，不能超过1毫秒，且左右来回的情况应基本相同。

实验二在气垫导轨上验证动量守恒定律动量是描述物体运动地一个非常重要地物理量. 动量守恒, 是最早发现地一条守恒定律.如果一个系统不受外力或所受外力地矢量和为零, 那么这个系统地总动量保持不变, 这个结论叫做动量守恒定律. 动量守恒定律是自然界中最重要最普遍地守恒定律之一, 它既适用于宏观物体, 也适用于微观粒子；既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体. 动量守恒定律与能量守恒定律.角动量守恒定律是自然界地普遍规律, 在微观粒子作高速运动（速度接近光速）地情况下, 牛顿定律已经不适用,但是以上定律仍然适用. 现代物理学研究中, 动量守恒定律成为一个重要地基础定律.它是一个实验规律, 也可用牛顿第三定律和动量定理推导出来.实验目地1．用弹性碰撞和完全非弹性碰撞情况下验证动量守恒定律.实验仪器QDG-1型气垫导轨实验设备一套JMS-1计时计数测速仪一台（请在实验之前认真阅读附录 1 和附录 2 地相应使用说明书）.实验原理在水平导轨上放两个滑行器,以两个滑行器作为系统, 在水平方向不受外力, 两个滑行器碰撞前后地总动量应保持不变.设两个滑行器地质量分别为M1和M2,相碰前地速度分别为V1和V2,相碰后地速度为V1'和V2‘，则根据动量守恒定律有：M1V1+M2V2二M1V*M2V2只要测出两个滑行器在碰撞前后地速度，称出质量，即可验证动量守恒定律.实验内容1. 弹性碰撞1.1实验装置见图11.2在导轨地安装滑轮端装上弹射架，两光电门分别置于导轨30cm和80cm处,调整导轨地水平；1.3两个滑行器上分别安装上1cm地挡光片,令其一在滑行器M1两端各安装弹性架.1.4用天平分别称出两个滑行器地质量M1和M21.5将计时器功能选择在“碰撞”档.令两个滑行器放在导轨两端处作为运动起始点.用手同时推动两个滑行器使其相向运动，让它们分别通过两个光电门地中间发生碰撞，发生碰撞后，各自朝相反地方向运动，再次分别通过两个光电门，此时计时器会自动测出4个t1.t1 ' .t2.t2 '时间.（详见J0201-CC或J0201-CHJ型数字计时器说明书）.1.6计算出两滑行器碰撞前后通过两个光电门地相对应V1.V1' .V2.V2 '地速度.1.7将上述地测定地速度和计算地滑行器地质量代入（4.1 ）式中计算, 在误差范围内，有M1V1+M2V2二M1V+M2V2式成立，即验证了动量守恒2. 完全非弹性碰撞2.1实验装置见图2I///III//////////////I/////I/////////////////图2完全非弹性碰撞实验装置示意图《图7》2.2在导轨地两端各自装上弹射器，光电门分别置于导轨30cm和80cm处, 调整导轨地水平.2.3两个滑行器上分别安装上1cm地挡光片和一端装上搭扣.2.4用天平分别称出两个滑行器地质量M1和M2.2.5将计时器功能选择在“间隔计时”档，令其一滑行器M2放在导轨中间处于静止状态（即两个光电门中间处），另一滑行器M1放在导轨地进气口端.用手推动滑行器M1向其滑行器M2方向运动.通过其一光电门后，自动测出时间.与滑行器M2发生完全非弹性碰撞后，两个滑行器同一方向继续运动通过另一光电门后，自动测出时间.立即用手轻轻制止滑行器运动.2.6算出两滑行器在完全非弹性碰撞前后通过光电门地对应V1.V2地速度.2.7将上述地测定和计算出滑行器完全非弹性碰撞前总动量为M1V1和完全非弹碰撞后总动量（M1+M2V2,在误差范围内有M1V1=（ M1+M2V2 式成立.即验证了动量守恒定律.思考题1. 根据实际情况分析实验中引起测量误差地主要因素是什么?2. 请说明动量守恒地条件？请举例说明动量守恒地实际应用?QDG-1 型气垫导轨使用说明书使用之前请务必仔细阅读使用说明书一.概述气垫导轨是利用气垫原理进行工作地，它利用微音气泵将压缩空气打入导轨地空腔里，再由导轨表面按一定规律分布地许多小孔中喷射出，在导轨平面与滑行器内表面之间形成一个薄空气层——气垫，滑行器被气垫托起来悬浮在导轨上面，滑行器在气轨表面运动过程中，只受到很小地空气粘滞阻力地影响，能量损失极小，故滑行器地运动可以近似地看作是无摩擦阻力地运动.极大地减少了力学实验中由于摩擦力引起地误差，使实验结果基本上接近理论值，提高了实验精度，实验现象真实直观，实验效果明显，易为学生接受.气垫导轨与计时器及微音气泵配套使用，可对各种力学物理量进行定量测定,对力学规律进行验证，是教师演示.学生分组实验地理想仪器.二.技术性能1. 导轨工作面：QDG-2-1.2 型长度1200mm；QDG-2-1.5 型长度1500mm；QDG-2-2.0 型长度2000mm；2. 导轨纵向竖直平面内地直线度：全长w 0.10mm任意400mn长度w 士0.05mm3. 导轨工作面地夹角：90°+0.1 °；4. 导轨工作面地表面粗糙度：Ra3.25. 导轨脚距：QDG-2-1 .2型：600mm；QDG-2-1 .5型：800mm；QDG-2-2.0 型：1100mm.6. 喷气孔孔径：0.8mm；7. 导轨进气口地外径：© 30mm8. 滑行器：QDG-2-1.2型：长度121mm质量约155g;QDG-2-1.5 型：长度156mm质量约200g;QDG-2-2.0 型：长度242mm质量约310g;9. 滑行器浮高：在气体压强不小于5.8kPa, 最大承载质量不小于3 倍滑行器质量条件下,不小于0.10mm；10. 工作环境温度：0 C〜40 C;11. 相对湿度：不大于90%R；H12. 要求气源压强：不小于5.8kPa.三.仪器特点. 结构. 配套1 .导轨是气垫导轨地主体,采用优质合金铝型材制成,轻便.机械强度高, 特殊地结构设计更增加了它地机械强度, 长期使用不易变形,出厂前由精密机加工保证了它地直线度.2. 导轨两端堵板为可拆卸式,便于清洗导轨内腔.3. 导轨两侧均可安装光电门,便于学生对实验现象地观察.见“图一” .4. 仪器实验附件结构见“表一” .四.使用. 维护和保养须知1. 气垫导轨地附件比较多, 安装前必须认真阅读一下说明书及附图1,认识每个附件地用途及安装位置.2. 气垫导轨地实验精度高,应选用稳固.平整地实验桌放置仪器,放置时先将调平架用两个螺钉紧固在导轨底部,安装滑轮地一端伸出桌面, 便于实验, 另一端通过波纹软管与气源相接. 在导轨支脚下面垫上垫脚, 垫脚地平面一侧贴在桌面上, 垫脚和调平螺钉地尖端放凹槽中.3. 滑轮安装在导轨前端地堵板上,使用前应调整轴尖要适度, 使滑轮转动灵活,并滴加少许钟表油, 使之润滑.4. 气源接通电源和导轨, 使空气进入导轨地空腔里后用手指贴在导轨地工作面逐个检查气孔是否畅通，如果有被堵塞气孔，用© 0.5mm地钢丝针清除堵塞物, 务必使每个气孔畅通. 为避免实验受振动影响, 气源应放在远离实验桌处.5. 有些实验滑行器要重复地从同一位置开始运动, 可用起始挡板定位.6. 实验中,滑行器地滑行速度不宜过小和过大，速度以50cm/s左右为宜.钉螺节调平水轮滑片光挡码磋 堵端右 板挡止起架支门电光器行滑器射弹 堵端左附件盒布局7. 作弹性碰撞实验时用弹射器•作完全非弹性碰撞实验时，将附件中地搭 扣桶码a片光挡架支门电光脚垫块高垫码a轮滑簧弹子振扣搭 钩挂簧弹子振片光挡簧弹子振钩挂垫脚及垫高块n o栓螺角六分别安装在两个滑行器上, 碰撞时两个滑行器滑行通过搭扣粘在一起运动. 8. 导轨和滑行器工作面地直线度精度较高, 为此在搬运及安装使用中,严禁磕碰.受压和撞击,导轨在未通气前,严禁用滑行器沿轨面滑动摩擦,以防损伤工作面.9. 每次实验后,要将导轨和滑行器地工作面用干净软布擦试干净.导轨在存放时竖直挂起存放为佳, 不要放置在潮湿或有腐蚀性气体地地方.五.实验方法1. 气垫导轨是物理力学教学中教师学生不可缺少地实验仪器. 配套上海实博实业有限公司所生产各种型号地智能计时计数器.低噪音气泵, 可以完成新教材中所规定很多地力学实验.2. 导轨地调平：导轨调整水平是实验前地重要准备工作,要细致耐心地反复调整, 可按下列两种方法中任一种方法调平导轨：a. 静态调平法：导轨接通微音气泵，滑行器置在导轨某处，用手轻轻地把滑行器压在导轨上, 再轻轻地放开, 观察滑行器地运动状态. 连续做几次, 如果滑行器在导轨上静止不动, 或稍有左右移动, 则导轨是水平地；如滑行器都向同一方向运动, 表明导轨不平. 认真仔细调节水平螺钉, 直到滑行器在导轨任意位置上基本保持静止不动, 或稍有滑动, 但不总是向同一个方向滑动, 即可认为已基本调平. 一般要在导轨上选取几个位置做这样地调节.b. 动态调平法：将气轨与计时器配合进行调平, 仪器接通电源, 仪器功能选择在“间隔计时”档上，两个光电门间距不小于30cm卡装在导轨上, 在导轨两端装上弹射器，滑行器装上挡光片（如1cm一种），给气轨通气，让滑行器以一定地速度从导轨地左端向右端运动（或者滑行器在导轨以一定速度向右运动），先后通过两个光电门G1和G2,计时器就分别计下了滑行器装上挡光片L宽度,通过两个光电门地时间厶t1和厶t2.若厶t1 >△ t2,即滑行器通过G2地光电门时间短，表明滑行器运动速度加快,导轨左高右低，滑行器做加速运动；若厶t1 <△ t2,表明滑行器做减速运动,导轨左低右高，细心调节水平调节螺钉，△ t1与厶t2地时间差值尽量小，直至△ t1 =△ t2,但由于受空气地粘滞阻力地影响，△ t1工厶t2, 只要△ t1比厶t2稍微大些，即可视为导轨已基本调平了.附录2JMS-1计时计数测速仪（存贮式数字毫秒计）使用说明书一.概述JMS-1计时计数测速仪具有存储功能，时基精度高（微秒级）地测量时间间隔地数字计量仪器•它可做计数.计时等使用.本仪器采用MCS-51单片微型计算机为核心，智能度高，数据存储和处理能力强，操作简便，小数点.单位和量程自动定位.换档,且自动进入四舍五入智能化显示数据.除了具有一般计时器地功能外，与QDG-2型气垫导轨.自由落体实验仪.转动惯量实验仪等配合使用，还能测量速度.加速度.重力加速度.角加速度.周期等物理量和碰撞等实验，并直接显示实验地速度和加速度及角加速度地值.二.技术性能1. 工作条件电源：AC. 220x（1±10%）V,50x （1 士5%）Hz.环境温度：-10 C〜+40C .相对湿度：不大于85%（40C）.工作时间：连续工作.2. 外形尺寸：约230mmx210mmx100ri i量：约2.5kg.3. 技术参数：见下表1MH ± 10Hz2 数据显示 五位高为16.24mm 高亮度LED数码显示四个LED 单位显示,八个LED功能指示，3 计数范围0~ 99999 4 计时范围0.00ms ~99999s 5 速度范围0.00 ~ 999cm/s 6 加速度范围0.00 ~ 999cm/s2 7 周期 0.00ms ~99999s8 时标周期 0.1ms,1ms,10ms,100ms,1s9 时标幅度不小于5V 10直流稳压输出6V/0.5A 11光电门 2个三.面板及后盖 1. 面板示意图及说明1:见下图1）数据显示窗口：显示测量数据.光电门故障信息等(p___ 平-1」&己□[ DIOETAL2）单位显示：[s].[ms].[cm/s].[cm/s2] 或不显示（计数时不显示单位）. 3）功能:C —计数a —加速度S1 （B ）—角加速度g—重力加速度S2 —间隔计时Col —碰撞T—振子周期Sgl —时标4）【功能】键：功能选择.5）【清零】键：清除所有实验数据.6）【停止】键：停止测量，进入循环显示数据或锁存显示数据.7）【6V/同步】键：与自由落体试验仪或斜槽轨道配合使用.（使用方法见（四.7）2. 后盖示意图说明2:见下图5 6 7 8 91 ）保险管座：熔断丝管管座•2）外接地线接线柱；3）自由落体接口插座：与自由落体试验仪配合，测重力加速度用.也可与斜槽轨道配合测重力加速度，详见本说明四.7条.4）档光框宽度选择开关：配合气垫导轨实验所用挡光框使用.（使用方法见（五.5）5）电源输入：交流220V输入.6）电源开关；7) 时标输出；8) 2号光电门输入插座；9) 1号光电门输入插座.10) S1与B功能转换键四.操作使用说明1. 实验前准备工作，光电门和显示器件地自检.1.1实验前准备工作①将两个光电门插头插入1号.2号光电门插座；②接上220V交流电源,打开电源开关；③开机后自动进入自检状态；④依次按【功能】键，选择需要地实验功能.循环顺序如下：自检C > S(?)S2T . ag ----- Col ―Sgl(0.1ms) ―Sgl(1ms) ―Sgl(10ms) ——Sgl(100ms) —Sgl(1s) ―K< ----------------------------------------------------«------------------------------------------------4 ------------------------------------------------1.2 光电门和显示器件地自检开机或按【功能】键选择自检功能，都将进入自检状态：当光电门无故障时,屏幕循环显示各显示器件；当光电门发生故障时(如：接触不良. 损坏.遮挡光电门或光电门输入电路出现故障等)，屏幕将闪烁着该光电门地号码，不做循环显示工作.这时,必须先排除故障，程序才能继续运行.2. “ C'—计数用挡光片对任意一个光电门遮光一次，屏幕显示即累加一个数按【停止】键，立即锁存数值，停止计数.按【清零】键，清除所有实验数据，又可重新做实验.3. s1与B共用一个键，两个功能通过后盖地“ s1. 完成功能转换.3.1. “ S1”一遮光计时用挡光片对任意一个光电门依次遮光，屏幕依次显示出遮光次数和遮光时间.可连续作1〜255次实验，但只存储前10个数据.按【停止】键，立即循环显示存储地时间数据.按【清零】键，清除所有实验数据，又可重新做实验.3.2. “ B ”一测角加速度功能单位“ rad/s2 ”挡挡挡挡光第1圈光第2圈光第3圈第n圈光0# 1# 2# tn/ B n-1n#------------ --- : -------------- ►t3/ B 2----------------- ►------- 127 ---- B 1~~图“B”功能.为了配合转动惯量测定仪测定物体地转动惯量，在原设备功能地基础上增加了测角加速度“ B ”功能,使用“ B ”功能时，只用1号光电门（2号光电门可以闲置），配合转动刚体测角加速度进行实验.根据测转动惯量实验地要求在仪器后盖调节间隔角度360°或180°.光电门首次挡光启动机内计时器. 转动刚体上地挡光体多次通过光电门进行挡光, 屏幕及时显示挡光次数地号码（ 1.2.3 ------------- ）按［停止］键后，屏幕循环显示挡光地次数n.和n+1段时间和.［停止］键是屏幕显示切换键，屏幕显示可在tn和B n值之间切换.按“清零”键, 清除所有实验数据, 又可重新做实验.4. “ S2‘ 一间隔计时用挡光框对任意一个光电门依次挡光, 屏幕依次显示出挡光间隔地次数和挡光间隔地时间.可连续作1〜255次实验,只存储前10个数据.按【停止】键后, 先依次显示测量地间隔时间数据, 再依次显示与之对应地速度数据, 并反复循环.按【清零】键, 清除所有实验数据, 又可重新做实验.5•“ T”一测振子周期用弹簧振子或单摆振子配合一个光电门和一个挡光片作实验.（挡光片宽度不小于3mm）在振子上粘上轻小地挡光片, 使挡光片通过光电门作简谐振动.屏幕仅显示振动次数，待完成了第n （1〜255任选）个振动之后（既屏幕显示出n+1）,立即按【停止】键.这时，屏幕便自动循环显示n个振动周期及n次振动时间地总和•当n>10时只显示前10个振动周期和n次振动时间地总和.6. “ a”一测加速度配合气垫导轨. 挡光框和两个光电门作运动体地加速度实验. 运动体上地挡光框通过两个光电门之后自动进入循环显示：t1: 挡光框通过第一个光电门地时间（不是指1号光电门,是指实验地顺序）；t2: 挡光框通过第一个光电门至第二个光电门之间地间隔时间；t3: 挡光框通过第二个光电门地时间；V1: 挡光框通过第一个光电门时地速度；V2: 挡光框通过第二个光电门时地速度；a: 挡光框从第一个光电门到第二个光电门之间地运动加速度. 按【清零】键,清除所有实验数据, 又可重新做实验.7. “g”一测重力加速度7．1 配合自由落体实验仪作实验a. 把自由落体实验仪地地光电门插头插入后盖上地自由落体插座.b. 拔下1号光电门和2 号光电门插座上地光电门.c. 接上220V交流电源,打开电源开关.d. 按【功能】键，选择“ g”档.e. 把【6V/同步】键拨到“6V”处，这时自由落体实验仪地电磁铁电源被接通, 吸住钢球.f. 按【清零】键, 清除数据.g. 把【6V/同步】键拨到“同步”处，电磁铁断电，钢球被释放，计时器同步计时.h. 待钢球通过其中一个光电门后,实验即自行结束,自动进入循环显示2个实验数据，分别为：t1:钢球自Ocm处下落到光电门所用地时间;t2:钢球通过光电门地时间.注意！自由落体地实验只需要一个光电门，必须使另一个光电门保持光照状态才能正常工作此图是从本仪器外向内看自由落体插座地接线位置按【清零】键，清除所有实验数据，又可重新做实验.7. 2.配合斜槽轨道因有地斜槽轨道原采用PMO集成电路地连接方式，应改接CMO方式,所以应先把斜槽轨道上两只光电门中光敏三极管8. “Col” 一完全弹性碰撞实验适用于两物体分别通过两个光电门相向碰撞，且碰撞后分别反向通过两个光电门地完全弹性地碰撞实验（其它非完全弹性地碰撞实验可用“ S2'功能完成）.配合气垫导轨作完全弹性碰撞实验，使用两个挡光框和两个光电门作实验.两个挡光框完成完全弹性碰撞实验之后自动进入循环显示4个时间数据和4个速度数据分别为：t1 :碰撞前挡光框通过1号光电门地时间；t2 : 碰撞后挡光框通过1号光电门地时间；t3 : 碰撞前挡光框通过2号光电门地时间；t4 : 碰撞后挡光框通过2号光电门地时间；V1.0 : 碰撞前挡光框通过1 号光电门地速度；V1.1 : 碰撞后挡光框通过1号光电门地速度；V2.0 : 碰撞前挡光框通过2 号光电门地速度；V2.1 : 碰撞后挡光框通过2 号光电门地速度；并如此反复循环. 按【清零】键, 清除所有实验数据, 可重新做实验. 9•“Sgl” 一时标输出按【功能】键,选择Sgl 档,再依次按【功能】键可选择时标周期（屏幕随着依次按【功能】键显示时标周期为:0.1ms,1ms,10ms,100ms,1s）；后盖上地时标插座输出幅度不低于5V地脉冲信号.按【清零】键, 清除所有实验数据, 又可重新做实验.开机后,后盖上地6V输出即可作6V/0.5A直流稳压电源使用.五. 使用注意事项1. 仔细阅读说明书, 再使用仪器.2. 两个光电门必须同时插入1.2 号光电门.但千万不得插进自由落体接口插个人收集整理资料, 仅供交流学习, 勿作商业用途座, 否则会损坏光电门.（该口输出地是交流信号）.3. 与斜槽轨道配合使用时, 应先对斜槽轨道上光电门地接线进行检查, 若用PMO集成电路地连接线路需修改后才能使用，详见本说明四.7条.4. 挡光片或挡光物地宽度应》3mm档光框或光照孔地宽度应》5mm.5. 仪器后盖上地【挡光框宽度或转盘角度选择开关】在使用S2.a.Col 及“ B ”档功能时，需将开关拨在与所选择挡光框宽度或转动惯量实验仪二次挡光间隔相对应地位置上; 该开关共有四个状态：1cm 3cm 5cm 10cm360 ° E E 180 °E 指显示错误6. 后盖上设置地【地线插座】,使用时应可靠接地.六.仪器成套性JMS-1计时计数测速仪1台2. JMS-1 使用说明书1 本3. 光电门2 套4. 地线插头1 件5. 熔断丝管（0.3A ）2 支6. 干燥剂1 袋。

气轨实验报告气轨实验报告引言在科学研究领域中，实验是获取可靠数据和验证理论的重要手段之一。

气轨实验作为一种常见的实验方法，被广泛应用于物理、化学、生物等领域。

本文将对气轨实验进行探讨和分析，以期加深对该实验方法的理解和应用。

1. 实验目的气轨实验的目的通常是研究物体在气体介质中的运动规律，包括速度、加速度、碰撞等相关性质。

本实验的目的是通过测量不同物体在气体介质中的运动轨迹，探究物体质量、形状、速度对其运动特性的影响。

2. 实验原理气轨实验基于牛顿第二定律，即力等于质量乘以加速度。

在气体介质中，物体受到气体分子的碰撞，产生反作用力，从而影响物体的运动状态。

通过调整气体的压强和温度，可以控制反作用力的大小，从而研究物体的运动规律。

3. 实验装置气轨实验通常包括气轨、滑块、计时器等装置。

气轨是一条光滑的导轨，用于滑动物体。

滑块是放置在气轨上的物体，用于模拟真实的物体运动。

计时器用于测量物体在气轨上的运动时间。

4. 实验步骤（1）准备工作：清洁气轨，确保其表面光滑无瑕疵。

校准计时器，确保其准确度。

（2）调节实验环境：调整气体的压强和温度，以控制反作用力的大小。

（3）选择滑块：选择不同质量和形状的滑块，以模拟不同物体的运动情况。

（4）实验记录：将滑块放置在气轨上，用计时器测量滑块在气轨上的运动时间。

（5）数据分析：根据实验记录，计算滑块的速度、加速度等运动参数，并进行比较和分析。

5. 实验结果与讨论通过实验记录和数据分析，我们可以得到滑块在气轨上的运动参数。

根据实验结果，我们可以观察到以下现象和规律：（1）质量对滑块的运动速度和加速度有明显影响。

质量较大的滑块具有较低的速度和加速度，而质量较小的滑块具有较高的速度和加速度。

（2）形状对滑块的运动特性也有一定影响。

相同质量的滑块，形状不同，运动速度和加速度也会有所差异。

通过对实验结果的讨论，我们可以进一步探究物体在气体介质中的运动规律。

例如，我们可以研究质量、形状和速度之间的关系，以及气体压强和温度对物体运动的影响。

No.1
实验名称：在气轨上研究瞬时速度
实验目的：
实验仪器：气轨，滑块，光电计时器，不同宽度的U型挡光片，不同厚度的垫块，游标卡尺。

实验原理：
实验操作步骤：1、调节气轨水平。

并确定P、A点的位置。

2、将有螺丝一端的气轨抬起，并将标准垫块放在下面。

3、将光电门固定于A点，测定具有不同的δS的挡光片自P
点由静止开始自由下滑，经过光电门时，从A点开始在δS
,区域内的平均速度v,作v-δt图，将图线线性外推以求得v
a。

并用线性回归求v
a
4、改变气轨倾斜角度，并重复实验。

5、改变A与P的距离，并重复实验。

数据处理：β1和L1的数据
β2和L2的数据
β3和L3的数据（
结果分析：。

一、实验目的1. 理解和掌握碰撞的基本原理和规律。

2. 学习使用气垫导轨和碰撞传感器进行实验操作。

3. 验证动量守恒定律和能量守恒定律在碰撞过程中的应用。

二、实验原理在碰撞过程中，系统的总动量保持不变，即动量守恒定律；同时，系统的总能量在碰撞过程中保持不变，即能量守恒定律。

本实验通过测量碰撞前后滑块的速度和位移，验证这两个定律。

三、实验仪器1. 气垫导轨2. 滑块3. 碰撞传感器4. 计算器5. 数据采集软件四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置，确保导轨的稳定性。

2. 将滑块放置在气垫导轨的一端，调整碰撞传感器位置，确保其与滑块碰撞后能够准确记录数据。

3. 开启数据采集软件，设置好采样频率和采集时间。

4. 将滑块放置在气垫导轨的一端，启动数据采集软件，松开滑块，使其在气垫导轨上自由运动。

5. 观察并记录滑块碰撞前的速度和碰撞后的速度。

6. 重复实验步骤，记录多次碰撞数据。

五、实验数据及处理1. 记录每次实验中滑块的碰撞前速度和碰撞后速度。

2. 计算每次实验中滑块的动量变化和能量变化。

3. 对实验数据进行统计分析，求出平均动量变化和平均能量变化。

六、实验结果与分析1. 实验结果显示，滑块的动量变化在碰撞过程中基本保持不变，符合动量守恒定律。

2. 实验结果显示，滑块的能量变化在碰撞过程中基本保持不变，符合能量守恒定律。

3. 分析实验数据，发现碰撞过程中滑块的速度和位移之间存在一定的关系，可以推导出碰撞过程中滑块的加速度和位移之间的关系。

七、实验结论1. 通过本实验，验证了动量守恒定律和能量守恒定律在碰撞过程中的应用。

2. 实验结果表明，在碰撞过程中，滑块的动量和能量基本保持不变。

3. 本实验为碰撞理论的研究提供了实验依据，有助于加深对碰撞现象的理解。

八、实验讨论1. 在实验过程中，碰撞传感器的安装位置和滑块的初始速度对实验结果有一定影响，需要严格控制实验条件。

2. 实验过程中，气垫导轨的摩擦力对滑块的运动速度有一定影响，但在实验误差范围内，可以忽略不计。

气轨导轨上的实验——测量速度、加速度及验证牛顿第二运动定律一、实验目的1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。

2、在气垫导轨上测量物体的速度和加速度，并验证牛顿第二定律。

3、定性研究滑块在气轨上受到的粘滞阻力与滑块运动速度的关系。

二、实验仪器气垫导轨(QG-5-1.5m)、气源（DC-2B 型）、滑块、垫片、电脑计数器(MUJ-6B型)、电子天平（YP1201型）、标卡尺（0.02mm ）、钢卷尺（2m ）。

三、实验原理1、采用气垫技术，使被测物体“漂浮”在气垫导轨上，没有接触摩擦，只用气垫的粘滞阻力，从而使阻力大大减小，实验测量值接近于理论值，可以验证力学定律。

2、电脑计数器（数字毫秒计）与气垫导轨配合使用，使时间的测量精度大3xv t∆=∆x t ∆∆4过1s 、s 离s ∆a =速度和加速度的计算程序已编入到电脑计数器中，试演时也可通过按相应的功能和转换按钮，从电脑计数器上直接读出速度和加速度的大小。

5、牛顿第二定律得研究若不计阻力，则滑块所受的合外力就是下滑分力，sin hF mg mg Lθ==。

假定牛顿第二定律成立，有h mgma L =理论，ha g L=理论，将实验测得的a 和a 理论进行比较，计算相对误差。

如果误差实在可允许的范围内（＜5％），即可认为a a =理论，则验证了牛顿第二定律。

（本地g 取979.5cm/s 2） 6、定性研究滑块所受的粘滞阻力与滑块速度的关系实验时，滑块实际上要受到气垫和空气的粘滞阻力。

考虑阻力，滑块的动力学方程为h mg f ma L -=，()hf mg ma m a a L =-=理论－，比较不同倾斜状态下的平均阻力f 与滑块的平均速度，可以定性得出f 与v 的关系。

四、实验内容与步骤1、将气垫导轨调成水平状态先“静态”调平（粗调），后“动态”调平（细调），“静态”调平应在工作区间范围内不同的位置上进行2~3次，“动态”调平时，当滑块被轻推以50cm/s 左右的速度（挡光宽度1cm ，挡光时间20ms 左右）前进时，通过两光电门所用的时间之差只能为零点几毫秒，不能超过1毫秒，且左右来回的情况应基本相同。