1、了解氣墊技術和光電計時技術的技術原理，通過掌握氣墊導軌和精密計時轉速表的使用，了解氣墊技術和光電計時技術的技術原理，了解氣墊技術和光電計時技術的技術原理掌握使用氣墊導軌和精密計時轉速計的光電計時技術。 原理，掌握氣墊導軌和計時測速儀的使用。 使用方法。 使用方法。 2.測量滑塊的加速度并驗證牛頓第二定律。 測量滑塊的加速度并驗證牛頓第二定律。 測量滑塊的加速度并驗證牛頓第二定律。 氣墊導軌及配件，氣墊導軌及配件，氣墊導軌及配件，MUJ-5BMUJ-5BMUJ-5B型計時計數轉速表，電子天平式計時計數轉速表，電子天平式計時計數轉速表，電子天平111、測速、測速、測速 寬度為ΔΔ的遮光片（圖中的遮光片）（圖中的遮光片） (圖111))垂直安裝在滑塊上，滑塊沿氣墊導軌移動。當在氣墊導軌上移動時，滑塊)垂直安裝在滑塊上，并隨滑塊在氣墊導軌上移動。 滑塊）垂直安裝在滑塊上，并隨滑塊在氣墊導軌上移動。 當擋光器通過光電門時，測量速度。 車速表測量遮光時間。 當光片通過光電門時，速度計測量遮光時間。 當光片通過光電門時，速度計測量遮光時間ΔΔttt。 然后瞬時速度：，然后瞬時速度：，然后根據實際寬度設置瞬時速度：lim00，速度表自動計算并顯示速度。 根據實際寬度設定，速度由車速表自動計算并顯示。
根據實際寬度設定，速度由車速表自動計算并顯示。 222.加速度測量，加速度測量，加速度測量。 光柵通過滑塊穿過光電門。 光柵通過滑塊穿過光電門。 光柵與滑塊一起穿過光電門11和22。 測量擋光片穿過兩個光電門時測得的一個光電門的遮光時間 測得遮光片穿過兩個光電門時測得的一個光電門的遮光時間 遮光時間 11 運動到門 運動到門 運動到門 22 運動時間 tt 運動時間，轉速表自動按（，轉速表自動按（，轉速表根據（222）式自動計算并顯示）公式計算并顯示）公式計算并顯示加速度 顯示加速度 顯示加速度 aa333、牛頓第二定律驗證法、牛頓第二定律驗證法、牛頓第二定律驗證法組成的系統中，當忽略阻力時，有： 在由：當忽略阻力時，有： 當忽略時，有：，則有，則有，則有關系 保持不變，變化不變，變化不變，變化FF，措施aaa，可驗證，可驗證，可驗證的aa； 關系； 關系； FF不變，變化不變，變化不變，變化MM，衡量aaa，可驗證，可驗證，可驗證aa關系。 關系。 關系。 1、氣墊導軌的水平調整氣墊導軌的水平調整可分為靜態調平法或動態調平法。 采用靜態調平方法：接通氣源后，將滑塊放置在氣墊導軌上，可以采用靜態調平方法，也可以采用動態調平方法。
采用靜態調平方法：接通氣源后，將滑塊放置在氣墊導軌上，可以采用靜態調平方法，也可以采用動態調平方法。 采用靜態調平方法：打開氣源后，釋放仍在氣墊導軌中間的滑塊，觀察滑塊的運動情況，根據運動方向判斷并調整導軌調平螺釘，重復過程中，仍然松開，觀察滑塊的運動情況。 根據移動方向判斷并調整導軌調平螺釘。 重復該過程，直到滑塊靜止并在中間釋放。 觀察滑塊的移動情況。 根據移動方向判斷并調整導軌調平螺釘。 重復此過程，直至釋放后滑塊保持不動或輕微左右擺動。 。 釋放后讓滑塊保持靜止或左右輕微擺動。 釋放后讓滑塊保持靜止或左右輕微擺動。 2. 練習測量速度和加速度。 練習測量速度和加速度。 練習測量速度和加速度。 3.驗證牛頓第二定律 驗證牛頓第二定律 驗證牛頓第二定律 (111) 驗證當質量保持恒定時，加速度與凈外力成正比。 ) 驗證當質量保持恒定時，加速度與凈外力成正比。 ) 驗證當質量保持恒定時，加速度與凈外力成正比。 使用電子天平稱量滑塊的質量。 使用電子天平稱量滑塊的質量。 使用電子天平稱量滑塊的質量。 使用電子天平稱量滑塊的質量。 如上圖所示組裝。 在車速表上選擇“加速度”。 顯示裝配，在轉速表上選擇“加速”，如上圖所示裝配，在轉速表上選擇“加速”功能，功能，功能，所有44個重量都會放在滑塊上，將滑塊移離滑輪釋放一端，通過兩個光電門，記錄并添加一個重量，全部放在滑塊上。 將滑塊移離滑輪。 松開一端，通過兩個光電門，記錄并添加一個重量，全部放在滑塊上。 將滑塊移動到遠離滑輪的一端松開，穿過兩個光電門，記錄加速度aaa。
重復測量。 重復測量。 重復測量 44 次。 再次向上移動滑塊。 再次向上移動滑塊。 然后分四次將滑塊上的 44 個重物從滑塊移到重量盤上。 重復相同的重量并將其從滑塊移至重量盤四次。 重復將重量從滑塊轉移至重量盤四次。 將滑塊向上移動至重量盤并重復上述步驟。 以上步驟。 以上步驟。 (222) 驗證當總外力不變時，加速度與質量成反比。 ）驗證當凈外力不變時，加速度與質量成反比。 ）驗證當凈外力不變時，加速度與質量成反比。 將重物放在重量盤上（即在重量盤上放置重物（即在重量盤上放置重物（即）），讓滑塊從靜止狀態通過兩個光電門，記錄加速度，并讓滑塊從靜止狀態通過兩個光電門，記錄加速度 讓滑塊從靜止狀態通過兩個光電門，記錄加速度aaa 重復測量，重復測量，重復測量44次。然后將四個配重塊依次添加到滑塊上。重復上述步驟。次。然后將四個配重塊一一添加到滑塊上。重復上述步驟。次。然后添加四個配重塊111、從數據記錄表，從數據記錄表，從數據記錄表 111，可以得到，可以得到，可以得出 aa 和 以及 FF 之間的關系如下： 關系如下： 關系如下： 實際總質量 實際總質量 實際總質量 M= (gcm/s(gcm/s(gcm/.7328.7328) .7328.73986.7756.7756.7756..3085.3085.3085..91113.91113.91113..08143.08143.08143.08a-Fa-Fa-F 圖中直線的斜率的倒數就是總質量牛頓第二定律實驗，即倒數圖中直線斜率的倒數就是總質量，即圖中直線斜率的倒數就是總質量，即1/0.058=172.41/0.058=172.41/0.058= 172.4克，實際值克，實際值克，實際值M=164.8M=164.8M=164.8 克數相對誤差： 克數相對誤差： 克數相對誤差：=4.6%=4.6%=4.6% 222、通過數據記錄表牛頓第二定律實驗，通過數據記錄表，通過數據記錄表 222，可以得到，可以得到，可以得到，aa 和 與 MM 的關系如下： 關系如下：關系如下： 實際總外力 實際總外力 實際總外力 gg=9800=9800=.8149.8149.80....6562.6562.6562.65199.8199.8199.80....3247.3247.3247.32249.8249.8249。 8 0..00400 0.00400 38.2838.28 38.28 38.28 299.8 299.8 299 .8 0..00334 0.00334 31.4731.47 31.47 31.47 349.8 349.8 349.8 0..0 0286 0.00286 27.1827.18 27.18 27.18 a-1/M a-1/M a -1/M 圖中直線的斜率就是總外力，即圖中直線的斜率就是總外力，即圖中直線的斜率是總外力，即 9342 22 gcm ，與實際值，與實際值，與實際值的相對誤差 F=/s F=/s F=/s 22： 相對誤差：相對誤差： 9800 9800 9342 9342 9342 =-4.7%= -4.7% =-4.7%： 數據處理得到： 數據處理得到： 數據處理得到： aF aF aF 圖，a-1/Ma-1 /M a-1/M 圖，擬合直線近似通過原點 ，在相對圖中，擬合直線近似通過原點 ，在相對圖中，擬合直線近似通過原點，且相對誤差較小。 可以認為：在誤差范圍內，實驗符合牛頓第二定律，即加速度和之外的誤差很小。 可以認為：在誤差范圍內，實驗符合牛頓第二定律。 即加速度與總和之外的誤差較小。 可以認為：在誤差范圍內，實驗符合牛頓第二定律。 即加速度與凈外力成正比，與質量的倒數成正比（即與質量成反比）。 力成正比，并且與質量的倒數成正比（即與質量成反比）。 力成正比，并且與質量的倒數成正比（即與質量成反比）。 。