1、了解氣墊技術(shù)和光電計(jì)時(shí)技術(shù)的技術(shù)原理，通過掌握氣墊導(dǎo)軌和精密計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)速表的使用，了解氣墊技術(shù)和光電計(jì)時(shí)技術(shù)的技術(shù)原理，了解氣墊技術(shù)和光電計(jì)時(shí)技術(shù)的技術(shù)原理掌握使用氣墊導(dǎo)軌和精密計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)速計(jì)的光電計(jì)時(shí)技術(shù)。 原理，掌握氣墊導(dǎo)軌和計(jì)時(shí)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(yàn)證牛頓第二定律。 測量滑塊的加速度并驗(yàn)證牛頓第二定律。 測量滑塊的加速度并驗(yàn)證牛頓第二定律。 氣墊導(dǎo)軌及配件，氣墊導(dǎo)軌及配件，氣墊導(dǎo)軌及配件，MUJ-5BMUJ-5BMUJ-5B型計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速表，電子天平式計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)速表，電子天平式計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)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(dǎo)軌移動(dòng)。當(dāng)在氣墊導(dǎo)軌上移動(dòng)時(shí)，滑塊)垂直安裝在滑塊上，并隨滑塊在氣墊導(dǎo)軌上移動(dòng)。 滑塊）垂直安裝在滑塊上，并隨滑塊在氣墊導(dǎo)軌上移動(dòng)。 當(dāng)擋光器通過光電門時(shí)，測量速度。 車速表測量遮光時(shí)間。 當(dāng)光片通過光電門時(shí)，速度計(jì)測量遮光時(shí)間。 當(dāng)光片通過光電門時(shí)，速度計(jì)測量遮光時(shí)間ΔΔttt。 然后瞬時(shí)速度：，然后瞬時(shí)速度：，然后根據(jù)實(shí)際寬度設(shè)置瞬時(shí)速度：lim00，速度表自動(dòng)計(jì)算并顯示速度。 根據(jù)實(shí)際寬度設(shè)定，速度由車速表自動(dòng)計(jì)算并顯示。
根據(jù)實(shí)際寬度設(shè)定，速度由車速表自動(dòng)計(jì)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(gè)光電門時(shí)測得的一個(gè)光電門的遮光時(shí)間 測得遮光片穿過兩個(gè)光電門時(shí)測得的一個(gè)光電門的遮光時(shí)間 遮光時(shí)間 11 運(yùn)動(dòng)到門 運(yùn)動(dòng)到門 運(yùn)動(dòng)到門 22 運(yùn)動(dòng)時(shí)間 tt 運(yùn)動(dòng)時(shí)間，轉(zhuǎn)速表自動(dòng)按（，轉(zhuǎn)速表自動(dòng)按（，轉(zhuǎn)速表根據(jù)（222）式自動(dòng)計(jì)算并顯示）公式計(jì)算并顯示）公式計(jì)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(yàn)證法、牛頓第二定律驗(yàn)證法、牛頓第二定律驗(yàn)證法組成的系統(tǒng)中，當(dāng)忽略阻力時(shí)，有： 在由：當(dāng)忽略阻力時(shí)，有： 當(dāng)忽略時(shí)，有：，則有，則有，則有關(guān)系 保持不變，變化不變，變化不變，變化FF，措施aaa，可驗(yàn)證，可驗(yàn)證，可驗(yàn)證的aa； 關(guān)系； 關(guān)系； FF不變，變化不變，變化不變，變化MM，衡量aaa，可驗(yàn)證，可驗(yàn)證，可驗(yàn)證aa關(guān)系。 關(guān)系。 關(guān)系。 1、氣墊導(dǎo)軌的水平調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的水平調(diào)整可分為靜態(tài)調(diào)平法或動(dòng)態(tài)調(diào)平法。 采用靜態(tài)調(diào)平方法：接通氣源后，將滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上，可以采用靜態(tài)調(diào)平方法，也可以采用動(dòng)態(tài)調(diào)平方法。
采用靜態(tài)調(diào)平方法：接通氣源后，將滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上，可以采用靜態(tài)調(diào)平方法，也可以采用動(dòng)態(tài)調(diào)平方法。 采用靜態(tài)調(diào)平方法：打開氣源后，釋放仍在氣墊導(dǎo)軌中間的滑塊，觀察滑塊的運(yùn)動(dòng)情況，根據(jù)運(yùn)動(dòng)方向判斷并調(diào)整導(dǎo)軌調(diào)平螺釘，重復(fù)過程中，仍然松開，觀察滑塊的運(yùn)動(dòng)情況。 根據(jù)移動(dòng)方向判斷并調(diào)整導(dǎo)軌調(diào)平螺釘。 重復(fù)該過程，直到滑塊靜止并在中間釋放。 觀察滑塊的移動(dòng)情況。 根據(jù)移動(dòng)方向判斷并調(diào)整導(dǎo)軌調(diào)平螺釘。 重復(fù)此過程，直至釋放后滑塊保持不動(dòng)或輕微左右擺動(dòng)。 。 釋放后讓滑塊保持靜止或左右輕微擺動(dòng)。 釋放后讓滑塊保持靜止或左右輕微擺動(dòng)。 2. 練習(xí)測量速度和加速度。 練習(xí)測量速度和加速度。 練習(xí)測量速度和加速度。 3.驗(yàn)證牛頓第二定律 驗(yàn)證牛頓第二定律 驗(yàn)證牛頓第二定律 (111) 驗(yàn)證當(dāng)質(zhì)量保持恒定時(shí)，加速度與凈外力成正比。 ) 驗(yàn)證當(dāng)質(zhì)量保持恒定時(shí)，加速度與凈外力成正比。 ) 驗(yàn)證當(dāng)質(zhì)量保持恒定時(shí)，加速度與凈外力成正比。 使用電子天平稱量滑塊的質(zhì)量。 使用電子天平稱量滑塊的質(zhì)量。 使用電子天平稱量滑塊的質(zhì)量。 使用電子天平稱量滑塊的質(zhì)量。 如上圖所示組裝。 在車速表上選擇“加速度”。 顯示裝配，在轉(zhuǎn)速表上選擇“加速”，如上圖所示裝配，在轉(zhuǎn)速表上選擇“加速”功能，功能，功能，所有44個(gè)重量都會(huì)放在滑塊上，將滑塊移離滑輪釋放一端，通過兩個(gè)光電門，記錄并添加一個(gè)重量，全部放在滑塊上。 將滑塊移離滑輪。 松開一端，通過兩個(gè)光電門，記錄并添加一個(gè)重量，全部放在滑塊上。 將滑塊移動(dòng)到遠(yuǎn)離滑輪的一端松開，穿過兩個(gè)光電門，記錄加速度aaa。
重復(fù)測量。 重復(fù)測量。 重復(fù)測量 44 次。 再次向上移動(dòng)滑塊。 再次向上移動(dòng)滑塊。 然后分四次將滑塊上的 44 個(gè)重物從滑塊移到重量盤上。 重復(fù)相同的重量并將其從滑塊移至重量盤四次。 重復(fù)將重量從滑塊轉(zhuǎn)移至重量盤四次。 將滑塊向上移動(dòng)至重量盤并重復(fù)上述步驟。 以上步驟。 以上步驟。 (222) 驗(yàn)證當(dāng)總外力不變時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比。 ）驗(yàn)證當(dāng)凈外力不變時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比。 ）驗(yàn)證當(dāng)凈外力不變時(shí)，加速度與質(zhì)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?fàn)顟B(tài)通過兩個(gè)光電門，記錄加速度，并讓滑塊從靜止?fàn)顟B(tài)通過兩個(gè)光電門，記錄加速度 讓滑塊從靜止?fàn)顟B(tài)通過兩個(gè)光電門，記錄加速度aaa 重復(fù)測量，重復(fù)測量，重復(fù)測量44次。然后將四個(gè)配重塊依次添加到滑塊上。重復(fù)上述步驟。次。然后將四個(gè)配重塊一一添加到滑塊上。重復(fù)上述步驟。次。然后添加四個(gè)配重塊111、從數(shù)據(jù)記錄表，從數(shù)據(jù)記錄表，從數(shù)據(jù)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(guān)系如下： 關(guān)系如下： 關(guān)系如下： 實(shí)際總質(zhì)量 實(shí)際總質(zhì)量 實(shí)際總質(zhì)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(shù)就是總質(zhì)量牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)，即倒數(shù)圖中直線斜率的倒數(shù)就是總質(zhì)量，即圖中直線斜率的倒數(shù)就是總質(zhì)量，即1/0.058=172.41/0.058=172.41/0.058= 172.4克，實(shí)際值克，實(shí)際值克，實(shí)際值M=164.8M=164.8M=164.8 克數(shù)相對誤差： 克數(shù)相對誤差： 克數(shù)相對誤差：=4.6%=4.6%=4.6% 222、通過數(shù)據(jù)記錄表牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)，通過數(shù)據(jù)記錄表，通過數(shù)據(jù)記錄表 222，可以得到，可以得到，可以得到，aa 和 與 MM 的關(guān)系如下： 關(guān)系如下：關(guān)系如下： 實(shí)際總外力 實(shí)際總外力 實(shí)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(shí)際值，與實(shí)際值，與實(shí)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(shù)據(jù)處理得到： 數(shù)據(jù)處理得到： 數(shù)據(jù)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(diǎn) ，在相對圖中，擬合直線近似通過原點(diǎn) ，在相對圖中，擬合直線近似通過原點(diǎn)，且相對誤差較小。 可以認(rèn)為：在誤差范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)符合牛頓第二定律，即加速度和之外的誤差很小。 可以認(rèn)為：在誤差范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)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(rèn)為：在誤差范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)符合牛頓第二定律。 即加速度與凈外力成正比，與質(zhì)量的倒數(shù)成正比（即與質(zhì)量成反比）。 力成正比，并且與質(zhì)量的倒數(shù)成正比（即與質(zhì)量成反比）。 力成正比，并且與質(zhì)量的倒數(shù)成正比（即與質(zhì)量成反比）。 。