山西大学物理仿真实验气垫上的直线运动
气垫导轨综合实验报告
气垫导轨综合实验报告气垫导轨综合实验报告一、引言气垫导轨是一种利用气体流动产生气垫来支撑和导向物体运动的装置。
它具有摩擦小、运动平稳等优点，在工业生产和交通运输领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过对气垫导轨的综合实验，探究其运行原理、性能特点以及应用前景。
二、实验原理气垫导轨的运行原理基于伯努利定律和气体动力学原理。
当高速气流通过导轨上的孔隙时，气体速度增大，压力降低，从而形成气垫。
气垫的产生使得物体与导轨之间的接触面积减小，从而减小了摩擦力，使物体能够在导轨上平稳运动。
三、实验装置与方法本实验采用了一台气垫导轨实验装置，包括导轨、气源、压力传感器等。
实验过程分为以下几个步骤：1. 设置气源压力：根据实验要求，设置合适的气源压力，以保证气垫的稳定性。
2. 放置物体：将待测试物体放置在导轨上，并保证其与导轨的接触面光滑。
3. 开启气源：打开气源开关，使气流通过导轨上的孔隙，形成气垫。
4. 测量压力：利用压力传感器测量气垫导轨上的压力变化，并记录数据。
5. 进行运动测试：通过改变气源压力或物体质量等条件，观察物体在气垫导轨上的运动情况。
四、实验结果与分析实验结果显示，随着气源压力的增加，气垫导轨上的压力呈现出递减的趋势。
这是由于气体流速增大，压力降低所导致的。
同时，通过改变物体质量，我们发现物体在气垫导轨上的运动速度与物体质量无关，这与气垫导轨的摩擦减小原理相符。
进一步分析实验结果，我们可以发现气垫导轨在工业生产中具有广泛的应用前景。
首先，气垫导轨可以减小物体与导轨之间的摩擦力，降低能量损耗，提高生产效率。
其次，气垫导轨具有运动平稳、噪音低等特点，适用于对运动平稳性要求较高的场合。
最后，气垫导轨还可以用于交通运输领域，提高列车的运行速度和安全性。
五、实验结论通过本次综合实验，我们对气垫导轨的运行原理、性能特点以及应用前景有了更深入的了解。
实验结果表明，气垫导轨具有摩擦小、运动平稳等优点，适用于工业生产和交通运输领域。
[整理]大学物理仿真实验 气垫上的直线运动
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[整理]大学物理仿真实验气垫上的直线运动实验日期:2011年12月12日同组者:无实验名称:气垫上的直线运动一、原理简述(主要公式、电路、光路等) 1.平均速度和瞬时速度的测量2.匀速直线运动3.重力加速度的测定图1 导轨垫起的斜面4 验证证牛顿第二定律(8) 二、实验目的:1(测量匀变速运动中速度与加速度2(验证牛顿第二定律三、实验所用仪器及使用方法:实验所用仪器:气垫-滑块机构，光电门，毫秒计，垫块使用方法:1、匀变速运动中速度与加速度的测量(1) 先将气垫导轨调平，然后在一端单脚螺丝下置一垫块，使导轨成一斜面。
(2) 在滑块上装上U型挡光片，在导轨上置好光电门，打开计时装置。
(3) 使滑块从距光电门处自然下滑，做初速度为零的匀加速运动，记下挡光时间，重复三次。
(4) 改变s，重复上述测量。
(5) 测量，垫块高h及斜面长L。
(6) 用最小二乘法对进行直线拟合，并求出标准误差。
(7) 用坐标纸作曲线，求，与最小二乘法所得结果进行比较，并计算g。
2、验证牛顿第二定律将垫块取出，时导轨处于水平状态。
用细线将砝码盘通过滑轮与滑块相连。
若滑块质量为，砝码盘和盘中砝码的质量为，滑轮等效质量 (约为0.30g)，砝码盘、盘中砝码和滑块上的砝码的总质量为，则此时牛顿第二定律方程为(9) 改变，使分别为2.00g、4.00g、6.00g、8.00g、10.00g时(每次剩余砝码要放在滑块上)，测量在不同力的作用下，通过光电门的瞬时速度，再由，求出。
作曲线，由斜率求出物体的总质量。
四、测量内容及数据处理:1、气垫调平，如截图所示，通过两个光电门的时间差小于0.1毫秒2、验证牛顿第二定律的实验，经过加上不同重量的砝码，我得到了如下结果:根据实验指导书所示，物体的质量为1.39克。
3.测重力加速度试验，实验数据如图:所以这里的a为2.47m/s^2根据公式，g=a*l/h可知重力加速度为:9.88m/s^2 西安本地的重力加速度为9.744m/s^2所以相对误差为:1.39%五、小结(包括结论，误差分析，建议等)结论:本实验测得物体的重量为1.39克，重力加速度为9.88m/s^2 误差分析:本实验中掠去了大部分的摩擦，这是得出数据部准确地一个主要原因光电门的本身存在设计上的问题，速度较小时不能准确反映滑块的速度试验中绳子的摆动会阻碍垂直下落这个拟合结果让我很不满意，程序设计的有问题～建议:在把滑块拉到最高点的时候最好能有一种仪器而不是用手去控制他的0初速度滑轮和绳子最好能及时更换六、思考题:1( 用平均速度V代替瞬时速度V对本实验中的影响如何, 答:不可以，光电门的位置决定不可能每次在速度平均值的时候被取到速度，所以不能代替2( 滑块从导轨的一端自由下滑，要测定它的中点经过光电门的瞬时速度(S=90cm)你怎样安排这一实验，绘出简图。
大学物理实验气垫导轨测重力加速度
大学物理设计性实验实验题目气垫导轨测重力加速度辅导教师专业班级姓名学号气垫导轨测重力加速度【试验目的】:1．研究测重力加速度的方法；2．测量本地区的重力加速度。
【实验原理】：当气轨水平放置时，自由漂浮的滑块所受的合外力为零，因此，滑块在气轨上可以静止，或以一定的速度作匀速直线运动。
在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为L的挡光板，当滑块经过设在某位置上的光电门时，挡光板将遮住照在光敏管上的光束，因为挡光板宽度一定，遮光时间的长短与滑块通过光电门的速度成反比，测出挡光板的宽度L和遮光时间Δt，则滑块通过光电门的平均速度为：V=L／Δt若挡板很小，则在挡光范围内滑块的速度变化也很小，故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。
挡板越小，则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度，显然，如果滑块作匀速直线运动，则滑块通过设在气轨任何位置的光电门时瞬时速度都相等，毫秒计上显示的时间相同，在此情形下，滑块速度的测量值与挡板的大小无关。
若滑块在水平方向受一恒力作用，滑块将作匀加速直线运动，分别测出滑块通过相距S 的2个光电门的始末速度和V 1和V 2则滑块的加速度：a=(V 2－V 1)／Δt气垫导轨与水平面的夹角为α,则g=asin α.但是,滑块运动时的空气阻力忽略的话，实验结果的误差会相对大一些，所以这里不能消除。
不论滑块在气轨上从上向下，还是从下向上运动都有空气阻力f ，且f 不是常数，）（v f f =。
物体下滑物体下滑时：）（下下1 m a f - sin m g =θ物体上滑时：）（上上2 m a f sin m g =+θ空气阻力是f 和速度v 的函数,当v 比较小时,滑块通过第一,第二个光电门时的阻力和速度有可能都不相同,若能控制上下的速度是分别相等的,就可使滑块上下的阻力相等了。
所以，(1)+(2)得]）（）（）（下上下上下上4 hl 2a a sin 2a a g 3 a a m sin 2mg ⨯+=+=+=θθ这样关系式中没有v 的量，从而消除了空气阻力对重力加速度的影响，使重力速速度更加精确。
大学物理仿真实验报告
大
学
物
理
仿
真
实
验
报
告
实验名称：气垫上的直线运动
一．实验目的：
利用气垫技术精确的测定物体的平均速度、瞬时速度、加速度以及当地的重力加速度，通过物体沿斜面自由下滑运动来研究匀变速运动的规律和验证牛顿第二定律。
二．实验原理：
三．实验仪器：
气垫导轨装置（主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等组成）
四．实验步骤：
五．实验结果：1.实验过程效果图：
2.匀变速运动中速度与加速度的测量
3.验证牛顿第二定律
六．思考题：
1-用平均速度V代替瞬时速度V对本实验中的影响如何？答：会使测得结果偏小影响实验精度。
气垫导轨黏性阻尼系数和重力加速度的测量与分析
s 相同时 a - t 关系图
图3
图1
气垫导轨水平时简图
图2
气垫导轨倾斜时简图
下滑过程，主要测量固定点自由下滑，这时导
轨受到人为震动是最小的，导轨是最稳定的，测量
数据也是最准确的。本实验在两个不同的 s 值下，
测量了数组滑块自由下滑的实验数据。具体测量
数据见表 2，3，4。表 2 是在 s 相同，滑块上滑和下滑
2
其中，s 为两光电门之间的距离，则
m(ν A - ν B)
b=
。
s
考虑到调平的导轨上滑块从两个方向上运动
（2）
设气轨倾斜角为 θ，sin θ = h ，则根据牛顿第二
L
定律，下滑时：
mg sin θ - bvˉ = ma，
（5）
mg sin θ + b v′ = -ma′。
（6）
上滑时：
当 s = s 时，联立(5)式和(6)式有
滑块滑动过程的加速度随经过两光电门间距所用
时间的关系图（以下简称 a - t 关系图），见图 3 和
4。图 3 是滑块在倾斜气垫导轨上下滑，上滑及理
想运动（只考虑重力作用）时的 a - t 曲线，此时 t 值
取得相对集中。图 4 是滑块在倾斜气垫导轨上下滑
时的 a - t 曲线，t 的取值范围较广，从600 ~ 1120 ms。
滑块在气轨上运动受有与速度成正比的空气
阻力，在两光电门之间的平均阻力[7]
v +v
F阻 = bνˉ = b A B ，
（1）
2
其中，b 为黏性阻尼系数，v A、v B 分别为滑块在
两个光电门处的速度。
在调平的导轨上，滑块运动过程中所受合力即
大学物理实验气垫导轨实验报告
气轨导轨上的实验——测量速度、加速度及验证牛顿第二运动定律一、实验目的1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。
2、在气垫导轨上测量物体的速度和加速度，并验证牛顿第二定律。
3、定性研究滑块在气轨上受到的粘滞阻力与滑块运动速度的关系。
二、实验仪器气垫导轨(QG-5-1.5m)、气源（DC-2B 型）、滑块、垫片、电脑计数器(MUJ-6B 型)、电子天平（YP1201型） 三、实验原理1、采用气垫技术，使被测物体“漂浮”在气垫导轨上，没有接触摩擦，只用气垫的粘滞阻力，从而使阻力大大减小，实验测量值接近于理论值，可以验证力学定律。
2、电脑计数器（数字毫秒计）与气垫导轨配合使用，使时间的度大小。
3xv t∆=∆； x ∆度。
实验使用的挡光条的宽度远小于导轨的长度，故可将x t ∆∆4过1s 、2s 离s ∆2112v v a t -=速度和加速度的计算程序已编入到电脑计数器中，实验时也可通过按相应的功能和转换按钮，从电脑计数器上直接读出速度和加速度的大小。
5、牛顿第二定律得研究若不计阻力，则滑块所受的合外力就是下滑分力，sin h F mg mgL θ==。
假定牛顿第二定律成立，有h mg ma L =理论，h a g L=理论，将实验测得的a 和a 理论进行比较，计算相对误差。
如果误差实在可允许的范围内（＜5％），即可认为a a =理论，则验证了牛顿第二定律。
（本地g 取979.5cm/s 2）6、定性研究滑块所受的粘滞阻力与滑块速度的关系实验时，滑块实际上要受到气垫和空气的粘滞阻力。
考虑阻力，滑块的动力学方程为hmg f ma L -=，()h f mg ma m a a L=-=理论－，比较不同倾斜状态下的平均阻力f 与滑块的平均速度，可以定性得出f 与v 的关系。
四、实验内容与步骤1、将气垫导轨调成水平状态先“静态”调平（粗调），后“动态”调平（细调），“静态”调平应在工作区间范围内不同的位置上进行2~3次，“动态”调平时，当滑块被轻推以50cm/s 左右的速度（挡光宽度1cm ，挡光时间20ms 左右）前进时，通过两光电门所用的时间之差只能为零点几毫秒，不能超过1毫秒，且左右来回的情况应基本相同。
气垫导轨法实验报告
气垫导轨法实验报告
《气垫导轨法实验报告》
实验目的：通过气垫导轨法实验，探究气垫导轨在物体运动中的应用和特点。
实验材料：气垫导轨、气泵、物体（如小车）、计时器、测量工具等。
实验步骤：
1. 将气垫导轨放置在水平平整的桌面上，并连接气泵。
2. 将小车放置在气垫导轨上，并通过气泵产生气垫，使小车悬浮在导轨上。
3. 通过计时器记录小车在气垫导轨上的运动时间和速度。
4. 对小车在不同气垫压力下的运动进行观察和记录。
实验结果：
1. 小车在气垫导轨上可以实现几乎无摩擦的运动，速度较大时仍然能够保持稳
定的运动状态。
2. 小车在气垫导轨上的运动速度与气垫压力呈正相关关系，压力越大，小车的
速度越快。
3. 在气垫导轨上进行的运动，具有较高的平稳性和精确性。
实验结论：
气垫导轨法是一种有效的减摩方法，能够实现物体在水平面上的稳定高速运动。
在实际应用中，气垫导轨可以用于制作高速列车、滑板等运动工具，也可以用
于实验室中进行物体运动的研究和测量。
通过本次实验，我们对气垫导轨的应
用和特点有了更深入的了解，为今后的实验和工程设计提供了有益的参考。
实验中也发现了一些问题和不足之处，比如气垫导轨的稳定性和耐用性需要进
一步改进和提高。
希望在未来的研究中，我们能够不断完善气垫导轨技术，使
其在工程领域中发挥更大的作用。
在气垫导轨上测定滑块的速度和加速度(精)
t 很小；
V2 2 V12 a 2S
牛顿第二定律的数学描述是 F= ma
其中，F、m、a都可通过实验测定，并且可 以对它们之间的关系进行定量研究。为简便起 见，把研究过程分为两步：首先使质量m固定， 研究加速度a与外力F之间的线性关系；然后 固定外力F，研究加速度a与质量m之间的反比 关系。
3.测定匀பைடு நூலகம்速直线运动的加速度
（1）将已调好水平的导轨一端垫高h。 （2）使滑块从某一固定点由静止开始下滑。光电门 固定在某点，置光电门2与光电门1距离分别为30.00、 60.00、90.00、120.00、150.00cm，分别记下滑块经 过两个光电门的时间 t1和t 2 ,计算加速度a。 （3）测出垫块高度h及导轨两端底脚螺丝间的距离 L，根据
两个光电门置于导轨中部，相距50.00cm。将滑块 移至远离滑轮的一端，使它从静止开始做匀加速 运动，记下通过两个光电门的时间 t1和t 2。 （2）保持系统质量不变 M m1 m2 ，验证加速度与 外力成正比。先将两个5.00g砝码放在滑块上，此 时外力是5.00g。再分两次将滑块上的2个砝码移至 砝码托中，分别测量时间。 （3）保持外力 m2 为10.00g不变，改变滑块质 量，验证加速度与物体质量成反比。
大学物理实验---预习导航
在气垫导轨上 测定滑块的速度和加速度
北京工业大学
原安娟
〔实验目的〕
1．观察匀速直线运动，测量滑块运动的瞬时速度。 2．测量滑块运动的加速度，验证牛顿第二定律。 3. 学习使用气轨和电脑计时器。
「实验仪器〕
气垫导轨及附件，气源，通用电脑计时器，天平。
「实验原理」
要测定物体运动的平均速度，测量物体通过 已知距离 x 所需的时间 t 就可以了。如果 测得在已知距离 S 的起点速度 V1 和终点速度 V2 , 则其加速度就可以算出来。即
大学物理气垫导轨实验操作
气垫导轨上的力学实验一、实验目的1、学会使用电脑计时器和气垫导轨。
2、测量平均速度和瞬时速度的大小。
3、测定加速度的大小。
二、实验仪器气垫导轨、弹簧、滑块、砝码钩、砝码、挡光板、天平、米尺、游标卡尺、倾斜垫块、光电计时器等。
三、实验原理 1、速率的测定当质点所受的合外力为零时，将保持其运动状态不变：静止或作匀速直线运动。
若气垫导轨水平放置，滑块受重力和气垫的作用力，此二力的合力为零，滑块即在轨面上静止；若给滑块以某一初速度（忽略空气的阻力和气垫层的粘滞性摩擦力），滑块将在气轨上作匀速直线运动，即滑块通过相隔一定距离的二光电门时，有相同的速度。
由于滑块上二挡光片的距离不变，所以滑块通过二光电门时，数字计时器显示的时间间隔应相同。
在水平的气垫导轨端部的调节螺丝下面，垫进倾斜垫块，使气垫导轨倾斜。
滑块由倾斜了的导轨的高端下滑时作匀加速运动。
若导轨的倾角为α，不计空气的阻力和气垫层的粘滞性摩擦力，则滑块的加速度sin h a g gdα=≈其中h 为倾斜垫块的厚度。
d 为端部调节螺丝到另二调节底脚螺丝连线的垂直距离。
滑块上的P 点随滑块从o 处静止下滑，经过路程S 到达A 点时应有的速度值为A vA v ==由此，测出S 、h 、d ，可计算出P 点经过A 处时的瞬时速度A v 。
P 点经过A 处的瞬时速度也可据瞬时速度的定义来测量。
假设滑块经过A 处S ∆（滑块上二档光片前缘间的距离）距离经历的时间为t ∆，测出S ∆和t ∆，即可得P 点在A 处t ∆路程上的平均速度v S t∆=∆。
改变S ∆,S ∆越小，t ∆也越小，相应的平均速度v 就越接近于P 点在A 处的瞬时速度A v 。
因此，可测出不同S ∆值时所对应的t ∆值，求出相应的v ，作v －t ∆图，用图解法外推得P 点在A 处的瞬时速度v 的大小。
S∆Sh图1 速率的测定2、测定加速度的大小质量为M 的滑块，用丝线跨过气垫滑轮与砝码盘m 相连如图2。
气垫实验报告
气垫实验报告气垫实验报告引言：气垫是一种常见的物理实验装置，通过气体的压力和流动特性，实现对物体的支撑和减震。
本次实验旨在探究气垫的原理和应用，并对其性能进行评估。
一、实验原理气垫原理基于流体力学的知识，利用气体的压力和流动特性来实现对物体的支撑和减震作用。
当气体从高压区域流向低压区域时，会产生一个气体薄膜，使物体悬浮在气垫上。
二、实验装置本次实验所使用的气垫装置包括气源、气管、气垫板和测量仪器。
气源提供气体流动的动力，气管将气体传输到气垫板上，气垫板则是气体流动的载体。
测量仪器用于记录气垫的性能参数。
三、实验过程1. 准备工作：将气源连接到气垫装置，确保气体流动畅通。
2. 调节气压：通过调节气源的压力，控制气垫的承载能力。
3. 放置物体：将待测试的物体放置在气垫板上，观察其悬浮情况。
4. 测量参数：使用测量仪器记录气垫的承载能力、稳定性以及减震效果等参数。
5. 调整参数：根据实验结果，适当调整气源压力和气垫板的位置，以获得更好的气垫效果。
6. 数据处理：对实验数据进行分析和统计，得出结论。
四、实验结果经过一系列的实验操作和数据记录，我们得到了如下的实验结果：1. 气源压力与气垫承载能力成正比关系，压力越大，气垫承载能力越高。
2. 气垫板的位置对气垫稳定性和减震效果有影响，合适的位置可以使气垫更加稳定和有效。
3. 不同形状和质量的物体对气垫的悬浮效果有一定影响，较大质量的物体悬浮效果较差。
五、实验讨论1. 气垫的应用：气垫广泛应用于工业生产中的物料搬运、传送带等设备中，通过减少物体与地面之间的摩擦力，提高生产效率。
2. 气垫的优势：与传统的轮子或滑轮相比，气垫具有减震效果好、摩擦力小、噪音低等优势。
3. 气垫的局限性：气垫的承载能力受限于气源压力和气垫板的尺寸，无法承载过重的物体。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了气垫的原理和应用，通过实际操作和数据分析，对气垫的性能进行了评估。
气垫作为一种重要的物理实验装置，具有广泛的应用前景和发展空间。
实验3 气垫导轨实验
大学物理实验上
实验名称：气垫导轨实验
实验目的：通过实验研究气垫导轨的基本原理和应用，掌握气垫导轨的使用方法，了解气垫技术在工业生产中的应用。
实验器材：气垫导轨、气源、物体、计时器等。
实验原理：气垫导轨是一种利用气体的压力和流动来减小物体与导轨之间的摩擦力的装置。
在气垫导轨上，气体从导轨上的孔洞中流出，形成气垫，使得物体在导轨上运动时摩擦力减小，减小了能量损耗，从而提高了物体在导轨上的运动效率。
实验步骤：
1.将气源接入气垫导轨，调节气源的气压，使得气垫导轨上形成稳定的气
垫。
2.将物体放在气垫导轨上，观察物体在气垫导轨上的运动情况。
3.测量物体在气垫导轨上的运动时间和运动距离，计算物体的平均速度和
加速度。
4.改变气源的气压，观察物体在气垫导轨上的运动情况，并记录相应的实
验数据。
实验结果与分析：
通过本次实验，我们了解了气垫导轨的基本原理和应用，掌握了气垫导轨的使用方法。
在实验过程中，我们发现气垫导轨可以显著减小物体与导轨之间的摩擦力，从而提高了物体在导轨上的运动效率。
同时，我们还通过测量物体在气垫导轨上的运动时间和运动距离，计算出了物体的平均速度和加速度，对气垫导轨的性能进行了评估。
结论：
本次实验通过对气垫导轨的原理和应用进行了研究，我们了解了气垫导轨的基本原理和应用，掌握了气垫导轨的使用方法，了解了气垫技术在工业生产中的应用。
通过实验数据的分析，我们发现气垫导轨可以显著减小物体与导轨之间的摩擦力，从而提高了物体在导轨上的运动效率。
大学物理仿真实验报告
实验名称:碰撞过程中守恒定律的研究实验日期：实验人：1. 实验目的:利用气垫导轨研究一维碰撞的三种情况，验证动量守恒和能量守恒定律。
定量研究动量损失和能量损失在工程技术中有重要意义。
同时通过实验还可提高误差分析的能力。
2. 实验仪器和使用:实验仪器:主要有气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。
1.气垫导轨是以空气作为润滑剂，近似无摩擦的力学实验装置。
导轨由优质三角铝合金管制成，长约 2m ，斜面宽度约7cm ，管腔约18.25cm ，一端密封，一端通入压缩空气。
铝管向上的两个外表面钻有许多喷气小孔，压缩空气进入管腔后，从小孔喷出。
导轨的一端装有滑轮，导轨的二端装有缓冲弹簧，整个导轨安装在工字梁上，梁下有三个支脚，调节支脚螺丝使气垫保持水平。
2.光电计时系统由光电门和数字毫秒计或电脑计时器构成。
光电门安装在气轨上，时间由数字毫秒计或电脑计时器测量。
3.气源是向气垫导轨管腔内输送压缩空气的设备。
要求气源有气流量大、供气稳定、噪音小、能连续工作的特点，一般实验室采用小型气源，气垫导轨的进气口用橡皮管和气源相连，进入导轨内的压缩空气，由导轨表面上的小孔喷出，从而托浮起滑块，托起的高度一般在0.1mm 以上。
3.实验原理:如果一个力学系统所受合外力为零或在某方向上的合外力为零，则该力学系统总动量守恒或在某方向上守恒，即ii v m ∑=恒量 (1) 实验中用两个质量分别为m 1、m 2的滑块来碰撞（图4.1.2-1），若忽略气流阻力，根据动量守恒有2211202101v m v m v m v m +=+ (2)对于完全弹性碰撞，要求两个滑行器的碰撞面有用弹性良好的弹簧组成的缓冲器，我们可用钢圈作完全弹性碰撞器；对于完全非弹性碰撞，碰撞面可用尼龙搭扣、橡皮泥或油灰；一般非弹性碰撞用一般金属如合金、铁等，无论哪种碰撞面，必须保证是对心碰撞。
当两滑块在水平的导轨上作对心碰撞时，忽略气流阻力，且不受他任何水平方向外力的影响，因此这两个滑块组成的力学系统在水平方向动量守恒。
气垫导轨上的直线运动
i =1
R(A,B) =0 B
i
∑ x y ∑ x ∑ y ∑
A= ( ∑ x i ) 2 n ∑ x i2
x
2 i
x
∑x∑y
i
i
n∑ x i yi
y=A+Bx
B= ( ∑ x i ) 2 n ∑ x i2
测量a及 数据记录表格 测量 及g数据记录表格
S(cm) 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 t1(ms) t2(ms) t3(ms)
S=1.00cm； d=15mm； L=60cm
t
(ms)
2S(cm)
V2(cm2/s2)
v 2 = a2s
对比 y=A+Bx n=5
∑ ( 2s ) A=
B =
i
v i2 ∑ ( 2s ) i ∑ ( v 2 ) i ∑ ( 2s ) i
2
[ ∑ (2s) i ]2 n ∑ ( 2s ) i2
最小二乘法
图中各测量点沿垂直于x轴的方向到该直线的距离的平方和最小。
在等精度测量下测得: (x1,y1), (x2,y2)......(xn,yn) 设已知实验数据满足线性关系： y=Bx＋A，求A，B.
n
令： R(A,B) = ∑ [yi (A + Bx i )] 2 最小
y
R(A,B) = 0, 即： A
2 v 2 v 0 = 2 as
m
θ
2
M
v2 a= 2s
v 2 v0 a= 2s
x v = t
x
y
NLeabharlann maxθ
mg
4. 验证牛顿第二定律： 在一维的直线运动中， 法1 m不变，验证
气垫导轨上的直线运动实验报告
学生物理实验报告
实验名称气垫轨上的直线运动
学院信息技术学院专业医院信息工程班级一班
报告人学号
同组人学号
同组人学号
同组人学号
理论课任课教师
实验课指导教师
实验日期2013.3.2
报告日期2013.3.2
实验成绩
批改日期
浙江中医药大学信息技术学院物理教研室
实验目的
1、了解气垫导轨的工作原理。
（1） 测量两端支脚螺丝之间的距离L。
（2） 在单脚一端加一块d=15mm厚的垫块，使气轨成一斜面。
（3） 在滑块上装上U型挡光片并测量△s距离。
（4） 将光电门置距离最底端40cm处。
（5） 使滑块从距光电门S=20cm处自由下滑，要保证初速度为零，计时器自动记下所显示的挡光间隔Δt，重复本操作3次 此时Vt =Δs/Δt。
（6） 让滑块做初速度为0的匀加速运动测量通过△s的时间△t；重复三次。
（7） 依次在砝码盘中加4.00,6.00,8.00,10.00克砝码，重复（6）的测量，将测量结果填入表格。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4.气轨调平指导。
本实验采用动态法调平.
（1）单击移动中的滑块，弹出滑块在气垫导轨上的侧视图。
（2）单击数字毫秒计，弹出毫秒计放大视图。
2.从验证牛顿第二定律的实验数据可得,在保持M不变时,改变F,F/a为一常量,即F增加,a增加;F减小,a也减小,也就证明了牛顿第二定律。
3.作图时直线要过原点，可以发现大部分的点不在直线上，这是因为系统误差引起的，包括空气阻力，气垫粘滞力，导轨不平行等。
教师评语
数字毫秒计的使用：使用U型挡光片，计算方式选择B档，记的是一个光电管被挡光到第二个光电管被挡光的时间间隔或一个光电管两次被挡的时间间隔，即经过△s距离所用的时间△t。复零方式有手动和自动两档可选。置于自动时，数码管理经一段时间后，会自动复零。延长时间从0.1~3秒连续可调
大学物理实验报告气垫
大学物理实验报告：气垫1. 引言气垫是一种利用气体在物体下部产生的压缩气体层形成支撑力的装置。
在本次实验中，我们将学习气垫的原理和应用，并通过实际操作来验证相关理论。
2. 实验目的本实验的主要目的如下： - 理解气垫的工作原理； - 探索气垫的应用领域； - 利用气垫装置进行实验验证。
3. 实验器材和原料•气垫实验装置•平板•运动轨道•气源•压力计4. 实验步骤和方法4.1 准备工作1.检查实验器材是否完好，并确保气源正常供应。
2.将平板放置在运动轨道上，确保平板能够自由运动。
4.2 实验测量1.打开气源，使气垫装置内的气体压力达到设定值。
2.将平板轻轻放置在气垫装置上。
3.观察平板是否能够自由滑动，并记录对应的气体压力值。
4.重复实验步骤2和3，分别记录不同气体压力下平板的运动情况。
4.3 数据处理1.将实验数据整理成表格或图表的形式，方便分析和理解。
2.分析数据结果，观察平板滑动的情况与气体压力的关系。
5. 实验结果及讨论根据实验数据，我们得出以下结论： - 当气体压力增加时，平板的滑动速度增加，支撑力也增大。
- 当气体压力较小时，平板的滑动速度较慢，支撑力较小。
这些结果验证了气垫原理的正确性，也说明了气垫在减小摩擦力、提供支撑力方面的应用潜力。
6. 实验结论通过本次实验，我们深入学习了气垫的工作原理和应用，通过实际操作验证了气垫的有效性。
气垫在减小摩擦力和提供支撑力方面具有广阔的应用前景，可以在工业生产、运输和运动器材等领域得到广泛应用。
7. 实验总结本次实验通过实际操作，让我们加深了对气垫的认识，理解了气垫的工作原理，并对气垫的应用领域有了更深入的了解。
实验结果与理论分析相一致，说明实验操作的正确性和有效性。
通过这次实验，我们不仅学到了新的知识，还培养了实验操作和数据处理的能力。
8. 参考文献[1] Smith, John. “The Physics of Air Cushions.” Journal of Applied Physics,vol. 123, no. 4, 2019, pp. 1-10.[2] Zhou, Li. “Applications of Air Cushions in Industrial Production.” Industrial Engineering and Management, vol. 45, no. 2, 2018, pp. 56-63.[3] Chen, Wei. “Experimental Study on the Friction Reduction Effect of Air Cushions.” Journal of Mechanical Engineering, vol. 32, no. 1, 2020, pp. 68-75.以上文档为大学物理实验报告的一种示例，根据题目“气垫”和“step by step thinking”的要求，通过详细的步骤和实验过程来描述实验内容，并结合数据分析和理论讨论得出结论。
大学物理气垫导轨实验报告
大学物理气垫导轨实验报告大学物理气垫导轨实验报告引言大学物理实验是培养学生科学实践能力的重要环节之一。
在本次实验中，我们进行了气垫导轨实验，通过观察和测量物体在气垫导轨上的运动情况，探究了摩擦力对物体运动的影响。
本实验不仅帮助我们巩固了物理学理论知识，还培养了我们的实验操作能力和数据处理能力。
实验目的本次实验的目的是研究物体在气垫导轨上的运动规律，通过测量和分析摩擦力对物体运动的影响，加深我们对摩擦力的理解。
同时，通过实验数据的处理和分析，培养我们的科学研究能力。
实验装置和原理实验装置主要包括气垫导轨、气源、物体、计时器等。
气垫导轨是一种利用气垫减小物体与导轨之间摩擦力的装置。
当气源通入导轨底部的气孔时，形成气垫，使物体在导轨上运动时减小了与导轨之间的摩擦力。
实验步骤1. 将气垫导轨平放在实验台上，并连接气源。
2. 将物体放置在导轨上，并用计时器记录物体从起点到终点的时间。
3. 重复实验多次，取平均值，提高实验数据的准确性。
4. 改变物体的质量，重复步骤2和3，记录不同质量下的运动时间。
实验结果通过多次实验，我们得到了不同质量下物体运动的时间数据，并进行了数据处理和分析。
实验结果显示，物体的质量对运动时间有一定的影响。
质量越大，物体在导轨上的运动时间越长。
这是因为摩擦力与物体质量成正比，质量越大，摩擦力越大，物体在导轨上的运动速度越慢。
讨论与分析通过本次实验，我们深入了解了摩擦力对物体运动的影响。
摩擦力是物体在运动过程中与其他物体接触产生的一种力，其大小与物体之间的接触面积和表面粗糙程度有关。
在气垫导轨实验中，气垫的存在减小了物体与导轨之间的接触面积，从而减小了摩擦力的大小，使物体在导轨上的运动更加顺畅。
然而，实验结果也存在一定的误差。
首先，气垫导轨的表面粗糙度和气垫的稳定性会对实验结果产生一定的影响。
其次，实验中的计时器精度也会对实验结果产生一定的误差。
为了提高实验结果的准确性，我们可以使用更加精确的计时器和更加稳定的气源，同时进行多次实验取平均值。
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气垫上的直线运动
班级：201* 姓名：*** 日期：2014-6-4
地点：理科楼
【实验目的】：
本实验的目的是利用气垫技术精确的测定物体的平均速度、瞬时速度、加速度以及当地的重力加速度，通过物体沿斜面自由下滑运动来研究匀变速运动的规律和验证牛顿第二定律。
【实验原理】
1．平均速度和瞬时速度的测量
做直线运动的物体在时间内的位移为，则物体在时间内的平均速度为
当时，平均速度趋近于一个极限，即物体在该点的瞬时速度。
我们用v来表示瞬时速度，
实验上直接用上式测量某点的瞬时速度是很困难的，一般在一定误差范围内，用极短的内的平均速度代替瞬时速度。
2．匀速直线运动
若滑块受一恒力，它将做匀变速直线运动，可采用在导轨一端加一滑轮，通过滑轮旋一重物在滑块上，也可以把气垫导轨一端垫高成一斜面来实现。
采用前者可改变外力，不但可测得加速度，还可以验证牛顿第二定律。
采用后者，因在测量过程中受外界干扰较小，测量误差较小，在测量加速度的基础上，还可以测量当地的重力加速度。
匀变速运动方程如下：
在斜面上物体从同一位置由静止开始下滑，若测得不同位置处的速度为，相应的时间为，以t为横坐标，v 为纵坐标作v-t图，如果图线是一条直线，证明物体作匀加速直线
运动，图线的斜率为加速度a,截距为。
同样把对应处的测出，作图和图，若图线是直线，则物
体作匀加速直线运动，斜率分别为a/2和a，截距分别为和。
3．重力加速度的测定
如图1所时，h为垫块的高度，L为斜面长，滑块沿斜面下滑的加速度为
图1 导轨垫起的斜面
4．验证牛顿第二定律
设运动物体的总质量为M，作用力为F，假设其他耗散力如摩擦力、空气阻力、气垫粘滞力可忽略不计，这时牛顿第二定律可表示为：
若保持不变M，改变，应为一常量，即F增大，a 同时增大；F减小，a同时减小。
若保持F不变，改变M，则Ma 应为一常量，即增加M，a即减小。
因此，只要在实验中满足上述条件，即可验证牛顿。
【实验内容】
1．匀变速运动中速度与加速度的测量
（1）先将气垫导轨调平，然后在一端单脚螺丝下置一垫块，使导轨成一斜面。
（2）在滑块上装上U型挡光片，在导轨上置好光电门，打开计时装置。
（3）使滑块从距光电门s=20.0cm处自然下滑，做初速度为零的匀加速运动，记下挡光时间，重复三次。
（4）改变s，重复上述测量。
（5）测量，垫块高d及斜面长L。
（6）用最小二乘法对进行直线拟合，并求出标准误差。
（7）用坐标纸作曲线，求a，与最小二乘法所得结果
进行比较，并计算g 。
2． 验证牛顿第二定律
将垫块取出，时导轨处于水平状态。
用细线将砝码盘通过滑轮与滑块相连。
若滑块质量为，砝码盘和盘中砝码的质量为
，
滑轮等效质量
（约为0.30g ），砝码盘、盘中砝码和滑块上的砝
码的总质量为m ，则此时牛顿第二定律方程为：
改变
，使
分别为2.00g ，4.00g ，
6.00g ，8.00g ，10.00g 时（每次剩余砝码要放在滑块上），测量在不同力的作用下，通过光电门的瞬时速度
，再由
，
求出。
作
曲线，由斜率求出物体的总质量。
原始数据：
验证牛顿第二定律
测量加速度：
【数据处理】
验证牛顿第二定律所测得的原始数据经计算以后，得如下结果：
作图为：
由上图可计算得：总质量为：1.16kg
测量加速度所得的原始数据经计算处理后得：
图像为：
由
计算得：a=2.482
/s m ;
由
计算得：g=9.922
/s m 。
【实验结论】
实验结果中存在一定的误差，此误差是摩擦阻力等因素必然引起的系统误差，在测量过程中个人操作也是引起误差的主要原因，所以在实验数据测量以及处理过程中采取多组数据测量并采用平均值来减少误差。