本文格式為Word版，下載可任意編輯——大學(xué)物理仿真試驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌上的直線運(yùn)動(dòng)

篇一：氣墊導(dǎo)軌上的直線運(yùn)動(dòng)

《基礎(chǔ)物理》試驗(yàn)報(bào)告

學(xué)院：專業(yè)：2023年10月22日

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說明：1、試驗(yàn)報(bào)告必需包含上表中的第1頁和第3頁的內(nèi)容，中間的第2頁可根據(jù)報(bào)告內(nèi)容的多少增/刪頁碼。

2、試驗(yàn)報(bào)告可打印或手寫。

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篇二：大學(xué)物理仿真試驗(yàn)氣墊上的直線運(yùn)動(dòng)

試驗(yàn)日期：2023年12月12日同組者：無

試驗(yàn)名稱：氣墊上的直線運(yùn)動(dòng)

一、原理簡述（主要公式、電路、光路等）

1.平均速度和瞬時(shí)速度的測量

2.勻速直線運(yùn)動(dòng)

3.重力加速度的測定

圖1導(dǎo)軌墊起的斜面

4驗(yàn)證證牛頓其次定律

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二、試驗(yàn)?zāi)康模?/p>

1．測量勻變速運(yùn)動(dòng)中速度與加速度2．驗(yàn)證牛頓其次定律

三、試驗(yàn)所用儀器及使用方法：

試驗(yàn)所用儀器：氣墊-滑塊機(jī)構(gòu)，光電門，毫秒計(jì)，墊塊使用方法：

1、勻變速運(yùn)動(dòng)中速度與加速度的測量

（1）先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)平，然后在一端單腳螺絲下置一墊塊，使導(dǎo)軌成一斜面。（2）在滑塊上裝上U型擋光片，在導(dǎo)軌上置好光電門，開啟計(jì)時(shí)裝置。（3）使滑塊從距光電門

記錄下來擋光時(shí)間

處自然下滑，做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，

，重復(fù)三次。

（4）改變s，重復(fù)上述測量。（5）測量

，墊塊高h(yuǎn)及斜面長L。

（6）用最小二乘法對

（7）用坐標(biāo)紙作

算g。

2、驗(yàn)證牛頓其次定律

進(jìn)行直線擬合，并求出標(biāo)準(zhǔn)誤差。

曲線，求，與最小二乘法所得結(jié)果進(jìn)行比較，并計(jì)

將墊塊取出，時(shí)導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)。用細(xì)線將砝碼盤通過滑輪與滑塊相連。若滑塊質(zhì)量為

，砝碼盤和盤中砝碼的質(zhì)量為

，滑輪等效質(zhì)量

（約為0.30g），砝碼

盤、盤中砝碼和滑塊上的砝碼的總質(zhì)量為，則此時(shí)牛頓其次定律方程為

(9)

改變

，使

分別為2.00g、4.00g、6.00g、8.00g、10.00g

，

時(shí)（每次剩余砝碼要放在滑塊上），測量在不同力的作用下，通過光電門的瞬時(shí)速度

再由

作

，求出

。

曲線，由斜率求出物體的總質(zhì)量。

四、測量內(nèi)容及數(shù)據(jù)處理：

1、氣墊調(diào)平，如截圖所示，通過兩個(gè)光電門的時(shí)間差小于0.1毫秒

2、驗(yàn)證牛頓其次定律的試驗(yàn)，經(jīng)過加上不同重量的砝碼，我得到了如下結(jié)果：

根據(jù)試驗(yàn)指導(dǎo)書所示，物體的質(zhì)量為1.39克。3.測重力加速度試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖：

所以這里的a為2.47m/s^2

根據(jù)公式，g=a*l/h可知重力加速度為：9.88m/s^2XX本地的重力加速度為9.744m/s^2所以相對誤差為：1.39%

五、小結(jié)（包括結(jié)論，誤差分析，建議等）

結(jié)論：本試驗(yàn)測得物體的重量為1.39克，重力加速度為9.88m/s^2

誤差分析：本試驗(yàn)中掠去了大部分的摩擦，這是得出數(shù)據(jù)部確鑿地一個(gè)主要原因

光電門的本身存在設(shè)計(jì)上的問題，速度較小時(shí)不能確鑿反映滑塊的速度

試驗(yàn)中繩子的搖擺會(huì)阻礙垂直下落

這個(gè)擬合結(jié)果讓我很不滿意，程序設(shè)計(jì)的有問題！

建議：在把滑塊拉到最高點(diǎn)的時(shí)候最好能有一種儀器而不是用手去控制他的0初速度

滑輪和繩子最好能及時(shí)更換六、思考題：

1．用平均速度V代替瞬時(shí)速度V對本試驗(yàn)中的影響如何？

答：不可以，光電門的位置決定不可能每次在速度平均值的時(shí)候被取到速度，所以不能代替

2．滑塊從導(dǎo)軌的一端自由下滑，要測定它的中點(diǎn)經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度

（S=90cm）你怎樣安排這一試驗(yàn)，繪出簡圖。

答：改變滑塊的結(jié)構(gòu)，在其中點(diǎn)處最好能夠插一面小旗子，或者是設(shè)計(jì)一個(gè)擋板，然后使其能夠在通過光電門的時(shí)候被記錄下來。

篇三：XX大學(xué)物理仿真試驗(yàn)氣墊上的直線運(yùn)動(dòng)

氣墊上的直線運(yùn)動(dòng)

班級：201*姓名：***日期：2023-6-4地點(diǎn)：理科樓

：

本試驗(yàn)的目的是利用氣墊技術(shù)確切的測定物體的平均速度、瞬時(shí)速度、加速度以及當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋ㄟ^物體沿斜面自由下滑運(yùn)動(dòng)來研究勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和驗(yàn)證牛頓其次定律。

1．平均速度和瞬時(shí)速度的測量做直線運(yùn)動(dòng)的物體在間內(nèi)的平均速度為

時(shí)間內(nèi)的位移為

，則物體在

時(shí)

當(dāng)時(shí)，平均速度趨近于一個(gè)極限，即物體在該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。我們用v來表示瞬時(shí)速度，

試驗(yàn)上直接用上式測量某點(diǎn)的瞬時(shí)速度是很困難的，一般在一定誤差范圍內(nèi)，用極短的內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度。

2．勻速直線運(yùn)動(dòng)

若滑塊受一恒力，它將做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，可采用在導(dǎo)軌一端加一滑輪，通過滑輪旋一重物在滑塊上，也可以把氣墊導(dǎo)軌一端墊高成一斜面來實(shí)現(xiàn)。采用前者可改變外力，不但可測得加速度，還可以驗(yàn)證牛頓其次定律。采用后者，因在測量過程中受外界干擾較小，測量誤差較小，在測量加速度的基礎(chǔ)上，還可以測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取蜃兯龠\(yùn)動(dòng)方程如下：

在斜面上物體從同一位置由靜止開始下滑，若測得不同位置處的速度為，相應(yīng)的時(shí)間為，以t為橫坐標(biāo)，v為縱坐標(biāo)作v-t圖，假使圖線是一條直線，證明物體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖線的斜率為加速度a,截距為

。同樣把

對應(yīng)

處的測出，作圖和圖，若圖線是直線，則物

體作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，斜率分別為a/2和a，截距分別為和。

3．重力加速度的測定

如圖1所時(shí)，h為墊塊的高度，L為斜面長，滑塊沿斜面下滑的加速度為

圖1導(dǎo)軌墊起的斜面

4．驗(yàn)證牛頓其次定律設(shè)運(yùn)動(dòng)物體的總質(zhì)量為M，作用力為F，假設(shè)其他耗散力如摩擦力、空氣阻力、氣墊粘滯力可忽略不計(jì)，這時(shí)牛頓其次定律可表示為：

若保持

不變M，

改變，應(yīng)為一常量，即F增大，a

同時(shí)增大；F減小，a同時(shí)減小。若保持F不變，改變M，則Ma應(yīng)為一常量，即增加M，a即減小。因此，只要在試驗(yàn)中滿足上述條件，即可驗(yàn)證牛頓。

1．勻變速運(yùn)動(dòng)中速度與加速度的測量

（1）先將氣墊導(dǎo)軌調(diào)平，然后在一端單腳螺絲下置一墊塊，使導(dǎo)軌成一斜面。

（2）在滑塊上裝上U型擋光片，在導(dǎo)軌上置好光電門，開啟計(jì)時(shí)裝置。

（3）使滑塊從距光電門s=20.0cm處自然下滑，做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，記錄下來擋光時(shí)間，重復(fù)三次。

（4）改變s，重復(fù)上述測量。

（5）測量，墊塊高d及斜面長L。

（6）用最小二乘法對差。

（7）用坐標(biāo)紙作

曲線，求a，與最小二乘法所得結(jié)果

進(jìn)行直線擬合，并求出標(biāo)準(zhǔn)誤

進(jìn)行比較，并計(jì)算g。

2．驗(yàn)證牛頓其次定律

將墊塊取出，時(shí)導(dǎo)軌處于水平狀態(tài)。用細(xì)線將砝碼盤通過滑輪與滑塊相連。若滑塊質(zhì)量為滑輪等效質(zhì)量

，砝碼盤和盤中砝碼的質(zhì)量為

，

（約為0.30g），砝碼盤、盤中砝碼和滑塊上的砝

碼的總質(zhì)量為m，則此時(shí)牛頓其次定律方程為：

改變

，使

分別為2.00g，4.00g，

6.00g，8.00g，10.00g時(shí)（每次剩余砝碼要放在滑塊上），測量在不同力的作用下，通過光電門的瞬時(shí)速度

。作

曲線，由斜率求出物體的總質(zhì)量。

，再由

，

求出

原始數(shù)據(jù)：

驗(yàn)證牛頓其次定律

測量加速度：

驗(yàn)證牛頓其次定律所測得的原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算以后，得如下結(jié)果：

作圖為：

由上圖可計(jì)算得：總質(zhì)量為：1.16kg

測量加速度所得的原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算處理后得：

圖