气垫导轨实验报告_利用气垫导轨，滑块，配重，光电计时器，挡光板，天平，弹簧设计一个实验[物理]

精选知识

【实验题目】

气垫导轨研究简谐运动的规律

【实验目的】

1．通过实验方法验证滑块运动是简谐运动.

2．通过实验方法求两弹簧的等效弹性系数和等效质量.

实验装置如图所示.

说明：什么是两弹簧的等效弹性系数?

说明：什么是两弹簧的等效质量?

3.测定弹簧振动的振动周期.

4.验证简谐振动的振幅与周期无关.

5.验证简谐振动的周期与振子的质量的平方根成正比.

【实验仪器】

气垫导轨,滑块,配重,光电计时器,挡光板,天平,两根长弹簧,固定弹簧的支架.

【实验要求】

1．设计方案（1）写出实验原理（推导周期公式及如何计算k和m0 ）.

由滑块所受合力表达式证明滑块运动是谐振动.

给出不计弹簧质量时的T.

给出考虑弹簧质量对运动周期的影响,引入等效质量时的T.

实验中,改变滑块质量5次,测相应周期.由此,如何计算k和m0 ?

（2）列出实验步骤.

（3）画出数据表格.

2．测量

3．进行数据处理并以小论文形式写出实验报告

（1）在报告中,要求有完整的实验原理,实验步骤,实验数据,数据 处理和计算过程.

（2）明确给出实验结论.

两弹簧质量之和M= 10-3㎏ = N/m = 10-3㎏

i m

10-3㎏ 30T

s T2

s2 m0

10-3㎏ i m

10-3㎏ 20T

s T2

s2 m0

10-3㎏ K

N/m

1 4

2 5

3 6

4．数据处理时,可利用计算法或作图法计算k和m0的数值,并将m0与其理论值 M0=（1/3）M（ M为两弹簧质量之和）比较, 计算其相对误差 .

究竟选取哪种数据处理方法自定．书中提示了用计算法求k和 m0的方法.若采用,应理解并具体化．

【注意事项】

计算中注意使用国际单位制.

严禁随意拉长弹簧,以免损坏!

在气轨没有通气时,严禁将滑块拿上或拿下,更不能在轨道上滑动!

【参考资料】

1．马文蔚等《物理学》,高等教育出版社,1999

2．林抒、龚镇雄,《普通物理实验》,人民教育出版社,1982

3．华中工学院等编《物理实验》（基础部分）,高等教育出版社,1981

其他回答

力 速度 加速度 质量的关系

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气垫导轨利用光电测量系统的原理很简单：光电测量系统由光电门和连接的电脑通用计数器组成.当滑块从光电门旁经过时,安装其上方的双挡光片穿过光电门,从发射器射出的红外光被挡光片遮住而无法照到接收器上,此时接收器产生一个脉冲信号.在滑块经过光电门旁的整个过程中,双挡光片两次挡光,则接收器共产生两个脉冲信号,计数器将记录这两个脉冲信号产生的时间,从而计算出这两个脉冲信号的时间间隔Δt.

如果预先确定了挡光片的宽度,即挡光片两翼的间距Δl,则可求得滑块经过光电门时的速 v=Δl/Δt.

此题 Δl=5cm, Δt=294.6-284.1=10.5ms

v=4.76m/s

你的理解都错了.

284.1ms和294.6ms是两个挡光时刻.

问题2：下图所示为水平气垫导轨,滑块A、B用轻弹簧连接.今将弹簧压紧后用轻绳系在A、B上,然后以恒定速度υ0向右运动.已知A、B质量分别为m1、m2,且m1＜m2.滑动中轻绳突然断开,当弹簧第一次恢复到自[物理科目]

1:

绳断开到弹簧第一次恢复到自然长度过程,对AB和弹簧系统而言,无其它外力在水平方向上,故依动量守恒：

（m1+m2）u0=m2V2

再由能量守恒：

0.5(m1+m2)u0^2+Ep=0.5m2V2^2

解出得：Ep=0.5(m1+m2)(m1+m2-m1m2)u0^2/m2

2:

不会.

证明：

要看B会不会出现速度为0的时候,只要保证当B速度为0时,系统的总能量不比初始的大,也就是A的动能不能大于总能量.

从而,假设B的速度为0,依动量守恒：

（m1+m2）u0=m1V1

这时A的动能：Ea=0.5m1V1^2

而总能量的大小,其实就是第一次弹簧恢复原长时B的能量,因这时弹性势能为0,A的动能也为0,所有的能量全在B上.

故总能量：E=Eb=0.5m2V2^2

比较Ea和Eb得：

Ea/Eb=m2/m1>1

即如果出现B的速度为0时,A的动能会比初始的总能量还大,而系统整个过程是无能量来源,故而不会出现A的动能大于初始总能量的情况,从而不会有B速度为0的情况.

问题3：气垫导轨和数字计时器测出的速度是不是瞬时速度

几乎是,因为时间t趋于无限小.就做题和实验而言,视条件而定.

问题4：气垫导轨实验中用到的U型挡光片工作原理是什么[物理科目]

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问题5：气垫导轨上的遮光条为什么会挡光[物理科目]

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