傾斜氣墊導(dǎo)軌上滑塊運(yùn)動(dòng)的研究

1、1傾斜氣墊導(dǎo)軌上滑塊運(yùn)動(dòng)的研究傾斜氣墊導(dǎo)軌上滑塊運(yùn)動(dòng)的研究一、一、目的目的1、用傾斜氣墊導(dǎo)軌測定重力加速度；2、分析和修正實(shí)驗(yàn)中的部分系統(tǒng)誤差分量。二、二、儀器和用具儀器和用具氣軌、滑塊、光電門、J0201DM智能計(jì)時(shí)器、游標(biāo)卡尺、墊塊三、三、注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)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

2、斷開氣軌氣源。四、四、實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理1、傾斜軌上的加速度傾斜軌上的加速度a與重力加速度與重力加速度g之間的關(guān)系之間的關(guān)系設(shè)導(dǎo)軌傾斜角為，滑塊的質(zhì)量為，則?m（1）sinmamg??上式是在滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)不存在阻力才成立，實(shí)際上滑塊在氣軌上運(yùn)動(dòng)雖然沒有接觸摩擦，但是有空氣層的內(nèi)摩擦，在速度比較小的情況下，其阻力與平均速度成正比fF（2）fFbv?上式中的，為兩光電門之間的距離，為滑塊通過兩光電門相應(yīng)的時(shí)間；比例系數(shù)svt?st為黏性阻尼系數(shù)

3、?？紤]此阻力后，（1）式為bsinmamgbst???整理后得重力加速度（3）sinbsgamt?????????此實(shí)驗(yàn)將依據(jù)（3）式求重力加速度。2、導(dǎo)軌的調(diào)平導(dǎo)軌的調(diào)平調(diào)平導(dǎo)軌是將平直的導(dǎo)軌調(diào)成水平線上，但是在實(shí)驗(yàn)室中的導(dǎo)軌都存在一定的彎曲，因此調(diào)平是指將光電門A、B所在兩點(diǎn)，調(diào)到同一水平線上。假設(shè)導(dǎo)軌上A、B所在兩點(diǎn)已在同一水平線上，則在A、B間運(yùn)動(dòng)的滑塊因?qū)к墢澢鷮?（6）11()22BABAABdattttt????此式降低了

4、用平均速度代替瞬時(shí)速度帶來的系統(tǒng)誤差。5、系統(tǒng)誤差的一種修正系統(tǒng)誤差的一種修正在調(diào)平中要求速度損失與盡量接近，為了節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間，我們考慮兩個(gè)速度ABv?BAv?損失有一定差異時(shí)的修正。此時(shí)假定導(dǎo)軌有一個(gè)很小的傾角0，于是：?101202sinsinmamgbstmamgbst??????式中a1a2分別為同一滑塊由A到B和由B到A的加速度，而t1t2則分別為相應(yīng)的時(shí)間。于是由此方程組中可解得：??1212120112212()()sin

5、().bmaattsttatatgtt????????22222212222121221()()()()()()ttumusuautubbmsaatttt???????????????????????????????可根據(jù)上式求出b并與由（5）得到的結(jié)果進(jìn)行比較。五、五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟1、調(diào)平氣軌，算出調(diào)平氣軌，算出b值把智能計(jì)時(shí)器的功能鍵置于S1調(diào)整導(dǎo)軌架下的底腳螺釘，使導(dǎo)軌處于水平，當(dāng)導(dǎo)軌調(diào)平時(shí)，滿足：①滑塊從A向B運(yùn)