气垫导轨设计性实验的研究

气垫导轨设计性实验的研究
1 绪论
1.1 气垫导轨设计性实验研究的意义
60—70年代气垫导轨在我国教育领域的出现，给我们的力学教学实验带来了新的气象。

气垫导轨是利用气源将压缩空气打入导轨的空腔内，再由导轨表面按一定规律分布的小孔中喷射出来，在导轨平面与滑行器内表面之间形成一个薄空气层——气垫，使滑行器悬浮在导轨上，滑行器在运动中只受到很小的空气粘滞阻力的影响，能量损失极小，故可以近似地看作是无摩擦阻力的运动。

极大地减少了由于摩擦引起的误差[1]。

气垫导轨实验是力学实验的重要组成部分，它可以对一准直线运动作比较精确的研究[2]。

气垫导轨是一种摩擦很小的运动实验装置，利用它可以进行多种力学实验的测量与分析。

为保证实验的效果，首先应该对所用导轨在实验中的一些参数做充分的分析和测定；其次，在利用导轨参数的基础上对具体的实验数据还要进行合理的处理，这样往往能获得较满意的结果[3]。

目前利用气垫导轨的实验多是单纯的基础实验，难度较低，知识分离。

这样不利于锻炼学生分析问题解决问题的能力，如果在能完成测定匀速直线运动的速度，验证牛顿第一定律；测定变速直线运动的平均速度，瞬时速度和加速度；验证牛顿第二定律，动量守恒定律和机械能守恒定律等单一实验的基础上在气垫导轨上开设设计性实验，拓展思维，进行创新型实验，可以使学生把所学知识连贯起来，或进行误差分析，提高实验的精确度。

气垫导轨拓展实验具有很强的综合性及再现性，适合学生探索性的分组实验，有利于提高学生的动手能力和协作能力，更有利于学生结合所学的知识来更进一步学习与探索[4]。

这样加大了实验难度，即提高了学生对实验的兴趣，又使实验仪器得到进一步发展，还使学生的综合能力得到开发和锻炼。

能开阔学生的视野，活跃思维，把注意力更多的集中在分析问题，解决问题上，善于发现生活中的物理现象，从多种角度去研究实验，主动发现创新点，提高学生的动手能力。

1.2 气垫导轨设计性实验的方法与发展现状
利用刚体转动仪测量刚体的转动惯量实验，是国内外许多高校在力学实验中经常开设的实验[5]。

但普遍存在如下的问题：首先无法消除或确定由于转轴摩擦而引起的摩擦力矩；其次通过测量物体下落的高度和时间来计算物体的加速度，在测量这两个物理量时采用停表和卷尺，由于人为操作因素往往对实验带来很大误差。

为了解决以上两个问题，可以把气垫导轨和刚体转动仪二者结合起来，把测量物体的加速度这一环节直接通过与气垫导轨相连的光电门和电脑计数器来实现，则使本实验更加简便而精确。

同时使传统的气垫导轨实验和刚体的转动惯量测定实验内容得以更新，解决了只用刚体转动仪不能消除摩擦力矩的弊端,取得了很好的效果。

角动量守恒定律与动量守恒定律、能量守恒定律一样都是自然界中的普遍规律。

它既适用于宏观客体,又适用于微观世界;既适用于低速运动场合,也适用于高速运动情形。

因此它是一个非常重要的物理定律。

大学物理实验中,在气垫导轨上研究物体的运动情况都是在其质量保持不变的情况下进行的。

实际中，往往遇到的是研究
主体的质量不断减少(或增加)或者质量为时间的变函数,而且物体在运动过程中受力也不一定是恒力[6]。

所以很多国内外学者都研究实现变质量变力的物体运动方案。

都达到预期的效果。

本论文的设计性实验要参考各个高校的实验设计经验而展开，并对实验数据进行误差分析。

1.3 论文的主要内容
本论文首先介绍了气垫导轨的原理及构造，并做了基础的验证牛顿第二定律实验，对实验数据进行处理。

然后在此基础上展开设计性实验。

用气垫导轨测量重力加速度，进行了关于气垫导轨测量重力加速度实验的系统误差分析及数据处理技巧，简谐振动的研究，设想了利用气垫导轨验证系统刚体角动量守恒定律等实验。

2 验证牛顿第二定律的实验
中学时已学过用气垫导轨来验证牛顿第二定律,本实验用基本方法和另外的方法来验
证它,并对两种方法进行比较。

2.1基础实验
(一)总质量M 一定,验证外力与加速度成正比。

数据表2-1
自由落体物的质量
外力（N ）
2m =55.0g
1F =0.539
2m =78.0g
2F =0.764
2m =101.0g
3F =0.990
加速度a(cm/2s ) 173.56
246.03 324.45 173.86 245.12 325.78 174.15 245.88 321.96 平均加速度a(cm/2s )
173.86
245.68 321.33
体系总质量M
M=317.70g
由实验数据可得出总质量M 一定时，随着外力的增大，滑块的加速度也会增大，
即验证了外力与加速度成正比。

(二)体系所受外力F 一定时,验证体系的质量与加速度成反比。

数据表2-2
总质量
2m =244.70 g
2m =267.70 g
加速度a(cm/2s ) 185.67
170.23 184.41 169.18 184.86 170.81 平均加速度a(cm/2s )
184.98
170.07
由上述结论可得出，体系所受外力F 一定时，随着质量的增加，滑块的加速度 也会跟着增大，即验证了体系的质量与加速度成反比。

2.2设计方案详述
把导轨调整到水平，然后把一端垫起一定的高度，使导轨形成倾斜，这样滑块在气垫导轨上的运动就是匀加速运动[7]。

设垫块的高为h ，导轨两端长度为l ，则导轨的倾斜角为 。

设滑块的质量为m ，那么滑块在导轨上受到的合外力f=mgh/l 研究质量一定时，加 速度与力的关系。

（一）从F = mgh/L 式中可知，只要保持滑块的质量m 不变，改变高度h ， 就可以改变产生加速度的力F ，从而研究加速度a 与力F 的关系。

数据表2-3
m （g ） h （cm ） F=mgh/l （N ）
a(cm/2s ) 平均a(cm/2s )
218.5 1 0.025 14.10 14.11 14.08 14.10 218.5 2 0.051 27.59 27.58 27.58 27.58 218.5
3
0.077
41.00
41.00
41.12
41.04
由实验数据可证明随着h的增高，加速度也随着增大，加速度a与力F成正比例关系。

（二）研究作用力一定时，加速度与质量的关系[7]。

从公式F = mgh/L中得到，在改变滑块质量m的同时，还必须保持作用力F不变，所以可以改变垫块的高度h(g,l是不可调的)。

当质量变为原来的n倍时，垫块的高度变为原来的1/n倍，可以保持作用力不变，这样就满足了实验条件。

数据表2-4
h（cm）M（g）ma a(cm/2s)
平均
a(cm/2s)
4 23 1304.56 56.67 56.80 56.69 56.72
2 46 1330.32 28.96 28.84 28.95 28.92
1 9
2 1340.44 14.58 14.54 14.60 14.57
由实验得出，a和m的乘积为一恒量，就证明加速度a和质量m成反比关系。

2.3小结
由以上改进的实验可看出，验证牛顿第二定律的方法有很多，以上两种方法都不同程度的证明了这个定律。

第二种方法操作起来较简便，易懂，计算也是比较方便的。

3 研究简谐振动
3.1气垫导轨上简谐振动测弹簧劲度系数的实验原理
[8]
由于气垫导轨可以提供近乎零摩擦的实验条件,在研究简谐振动时,只要考虑粘滞阻力就可以得到接近实际情况的振动。

利用气垫导轨上的简谐振动来测量弹簧的劲度系数,在良好实验条件的保证下,可以进一步减小实验误差。

滑块在导轨上做简谐振动时,如果仅考虑粘滞阻力,则其运动方程为:
2
12
2d x bdx x 0dt
mdt
m
k k ++
+
=
其中ｍ为滑块质量,Ｋ1、Ｋ2为弹簧的劲度系数,ｂ为粘滞阻尼常数。

方程的解为:
）（t t cos e
x x
m
2b
+=ωA
其中振幅Ａ、初相ａ由初始条件决定。

ω=T
πω2=
在实验中我们取两根相同的弹簧,故12k k k ==所以得
2
2
2
b
2m 2m
k T
π=
+
而t
m b
Ae A 21=随指数衰减,所以b=
nT
A A nT
m 0ln
2, 其中式为ｔ=0时的振幅,T A n 为ｎ个周
期后的振幅。

所以: ]
2
2
02
2
22ln
nT
A m
m k nT A T
π=
+
（）
[8
3.2 测量方法设计
3.2.1实验仪器
气垫导轨及附件、气源、两根相同的弹簧、滑块、物理天平、计时计数测速仪等。

3.2.2 试验内容及步骤
(1)调节气垫导轨水平。

(2)在滑块上安装遮光片(单片),在导轨上连接滑块与弹簧。

(3)将计时计数仪调到周期档,光电门放到平衡位置,确定振幅Ａ。

让滑块振动。

记录
10个周期的时间。

(4)将计时计数仪调到计数档,光电门放到距平衡位置x 处,即x n =T A ,让滑块振动,直
到滑块不经过光电门时记录下计时计数仪的示数从N ,ｎ=
2
N 。

(5)用物理天平测量滑块的质量。

(6)重复(3)、(4)、(5)五次。

(7)利用(6)计算劲度系数Ｋ,并计算标准不确定度及相对不确定度。

3.3 测量方法验证
3.3.1数据记录
数据表3-1
m （g ） 169.28 169.27 169.29 169.29 169.27 A （cm ） 20 20 20 20 20 x （cm ） 15 15 15 15 15 10t （ms ） 12636 12631 12635 12635 12635 N （次）
40
40
40
40
40
3.3.2 数据处理
各个量的平均值：
kg
m 1
10
6928.1-⨯= 10102-⨯=A m x A nT 1105.1-⨯==
s T 26344.1= 20=n
劲度系数的平均值: 1
2
2
02
2
093318.22ln
2-*=+
=m
N T
m A A nT m
k nT
π）
（
标准不确定度:
5
221
10
5.120/-⨯=-=∑
）（）（m m m u A 2
102.13/-⨯=∆=）（m u B
2
2
2
102.1-⨯=+=）（）（）（m u m u m u B
A C
5
21
10
72.820/)()(u -⨯=-=
∑T T
T A 4
10
77.53)(u -⨯=∆=T B
4
2
2
1084.5u )(u u -⨯=+=）（）（T T T B
A C 3
u 1.25610
C
-==⨯（k ）
劲度系数：k =2.0933±0.0012（N*m 1-） 相对不确定度：U r (k )=U c (k )/k =0.28%
在本实验中，还可以进行不同的实验方法。

例如在实验条件具备的情况下可以按照
以上步骤把进度系数相同的弹簧并在一起连接在滑块上，测量弹簧的进度系数；也可进行单个的弹簧与滑块相连的实验；还可把弹簧和滑块串联起来进行实验对比，计算各种情况下的不确定度，这样还可以使学生加深对简谐振动的认识，也可拓展学生的思维。

3.4研究弹簧振子的周期和振子质量的关系 3.
4.1实验方案
气垫导轨上，滑块两端各接一个振子弹簧，两个振子弹簧的另一端分别挂在气垫导轨两端的弹簧的挂钩上，就构成了一个弹簧振子。

设振子系统的质量为M ，弹簧的倔强系数为K ，若以x 表示滑块偏离平衡位置的位移，则滑块的运动方程
22
dt
x d M
Kx =- (3.4.1)
其解为
x=)si n(00ϕω+t A (3.4.2) 即振子系统作简谐振动，其中 M
K =
0ω (3.4.3)
是振子系统的固有角频率。

上设滑块质量为m ，弹簧的有效质量为0m ,则振子系统质量为M=m+0m 。

振幅A 和初相位0ϕ决定于初始条件。

系统的振动周期 T=
K
m m K
M 0
222+==π
π
ωπ
(3.4.4)
实验中通过增加配重改变滑块质量的m ，测出相应的振动周期T ，可以测出T 与M 的关系，由（3.1.4）式求出弹簧的倔强系数K 和有效质量0m 。

在计算K 和0m 时，把（3.1.4）式变为
)(402
2
m m K
T +=
π (3.4.5)
作2T ~m 图或平均法求出K 和0m 。

3.4.2实验数据记录
数据表3-2
次数 1 2 3 4 5 6 m(g) 326.90 376.90 426.90 476.90 526.90 576.90 10T(s)
10.92 11.71 12.45 13.14 13.80 14.44 )(2
2s T
1.1923
1.3722
1.5542
1.7279
1.9064
2.0867
3.4.3数据处理
02
2
2
44m K
m K
T ππ+
=
； 令
a K
=2
4π ；
b m K
=02
4π
y T =2，则b am y +=，一般可根据数据粗略的猜测一下它们的关系，在
条件许可的情况下，可用计算机软件生成图象，并根据图象进行比较精确的分析。

3.4.4图象及结果
图3-1标准直线
图解： =a 0.003570⎪
⎭⎫ ⎝
⎛g S 2
=b 0.026460()2S
==
a
K 2
4π11.058⎪⎭
⎫
⎝⎛2S Kg ==a b m 0
7.412（g ） 3.4.5实验拓展
在上述实验中用两个进度系数相同的弹簧进行了实验，还可以只用一个弹簧连着
滑块来进行上述的实验，通过数据猜想振子的质量同简谐振动周期的关系，还可以保持A ＝20cm 不变，将光电门置于平衡位置。

测x = 0处的最大速度。

再移动光电门改变距离x
（每次约2cm ），测出相应的瞬时速度v 。

作v 2～x 2
图线，考察速度与位移的关系。

还可把光电门置于平衡位置，把滑块儿拉开20cm 后松开，测量滑块儿往返通过光
电门的时间T /2（半周期）。

测量多次取平均值。

改变振幅测量周期。

说明周期与振幅的关系。

验证周期是否与初始条件有关等等拓展实验。

3.5小结
本实验中利用气垫导轨和轻质弹簧进行了简单的研究了简谐振动,仪器容易提供,使实验条件得到了改善。

大大减少了外界环境在测量时的影响,可操作性强,进一步减小了误差,也便于更多范围的理解简谐振动，拓展研究方法。

4 利用气垫导轨验证系统刚体角动量守恒定律[2]
的设想
4.1 简述系统刚体角动量定律
对于一个质点系,如果它受到的对于某一固定轴的合外力矩为零,则它对于这一固定轴的角动量保持不变,这个结论叫定轴的角动量守恒定律,这里指的质点系中的质点可以组
成一个或几个刚体。

其数学表达式为：ω
J = 恒矢量。

4.2 角动量守恒定律的内容及其基本原理
[2]
可以证明,对刚体这种质点系来说,它的总角动量对固定轴的投影L,就等于它对该轴的转动惯量J 与转动角速度ω的乘积。

所以刚体对转轴的角动量为L=J ω。

本实验研究一个匀质直杆,可绕一定轴O 转动,最初杆在空间不同位置,当下落到垂直位置时,与水平气轨上的滑块进行碰撞。

由于气垫的漂浮作用,滑块受到的摩擦力可忽略不计。

这样在发生碰撞时,系统仅受内力相互作用,系统所受的外力(重力和轴O 的支持力及滑块受到的浮力), 对于轴O 的力矩都是零,因此系统对轴O 的角动量守恒。

实验原理如图1。

图4-1角动量守恒定律验证原理图
杆的角速度可由式：dt
d ω
J M = (1) 求出。

式中M 为杆的合力矩,J 为杆对O 轴的转动惯量,可以得出：M =θmglcos 2
1
由(1)式M dt = Jdw,两边乘以ω,并利用力矩M 的表示式得: ωωθωd dt mglcos 2
1
J =
由于ωdt = d θ 所以: ω
ωθθd J d mglcos 2
1
=[2]
两边积分: ⎰
⎰=
2
cos 2
1π
ω
ωωθθd J d mgl
得: 2
2
1sin mgl 2
1ωθJ =
从而得出： J
θωsin -l mgl
=
杆的转动惯量: 2
ml
3
1=
J ;考虑:α+θ=π/2
故碰前杆的角速度为: l
cos -13g ）
（θω=
图4-2计算角速度示意图
设滑块质量为H M ，碰后速度为1V ，杆遮光点B 处线速度2V ，OB 间距S ，系统共 同速度为V 。

弹性碰撞时，按角动量守恒定律有：Jω= H M 1V l+J 2V /S ；完全非弹性碰撞时，按角动量守恒定律有： Jω= (31
m 2l /S+H M S)V
4.3设想实验结果
[2]
本实验仅给出完全非弹性碰撞的实验结果。

令杆不同的α值位置静止下落,在垂直处与滑块相碰,使杆碰后与滑块粘住,测出系统共同速度V,代入数据表4-1,验证系统角动量守恒。

测得相关数据m= 15.0g H M = 187.1g L= 24.50cm s= 24.00cm 由实验结果可以验证钢杆和滑块组成的系统角动量守恒定律。

将钢杆下端固定一个钢球,重复上述实验,同 样也可验证系统角动量守恒定律。

实验数据如下表所示：
数据表4-1
α ω
V （2
10
-⨯m/s ）
碰前角动量
（3
10
-⨯kgm 2
/s ） 碰后角动量
（3
10
-⨯kgm 2
/s ）
300
4.01 2.59 1.20 1.19 600
7.75
4.99
2.33
2.30
900
10.95 7.04 3.29 3.25
4.4 小结
由上述简便易行的实验,可以给学生以非常直观的印象,对刚体的转动定律及角动量守恒定律的应用会理解的更为深刻。

这一内容也可作为设计性实验,有助于培养学生的创新能力和研究意识。

5 利用气垫导轨测重力加速度
把已调平的气垫一端抬起，测重力加速度。

由于气垫导轨本身的特点，滑块在气轨上 运动时，滑块与气轨之间的摩擦力可忽略不计， 故可用θsin g a =测重力加速度。

5.1 测量重力加速度的方法
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[9]。

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 =。

图5-1物体下滑
物体下滑时(如图1)：
）（下
下1 ma
f - sin m
g =θ
物体上滑时：
）（
上上2 ma f sin mg =+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[9]
）
（）（）（下
上下上下上4 h
l 2
a a sin 2a a g 3 a a m sin 2mg ⨯+=
+=
+=θ
θ
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，使重力加速度更加
精确。

5.2实验的数据及结果处理
5.2.1 实验数据记录
数据表5-1 物体下降
V 1 (cm/s) V 2
（cm/s ） a(cm/2s ) a
(cm/2s )
34.51 56.50 23.29 23.23
35.46 57.01 23.20 32.97
55.49
23.19
数据表5-2 物体上升
V 1 (cm/s) V 2 (cm/s) a(cm/2s ) a (cm/2s )
56.02 32.95 23.90 23.92
55.90 32.62 23.98 54.82
30.88
23.87
5.2.2数据处理结果及其比较
忽略空气阻力的情况下,可用公式θ
sin g a =得g=a ⨯
h
l
所以有：
上升的 g 上=23.92⨯95.15.81=999.73(cm/2
s )
下降的 g 下=23.23⨯
95
.15.81=970.89(cm/2
s
)
因为：哈尔滨的g=980.12(cm/2
s
)
所以误差度为：
上升的e=
g g ∆=哈
哈
上g g -g =
%
10012.98012
.98073.999⨯-=2%
下降的e=g
g ∆=
哈
哈
下g g -g =
%
10012
.98012
.98089.970⨯-=1%
而在不忽略空气阻力的情况下，可用公式（4）得出：
g=
h
l 2
a a ⨯
+下
上=
95
.15.812
23
.2392.23⨯
+=985.31(cm/2
s
)
误差度为： e=g
g ∆=
%
10012
98012
.98031.985⨯-，=0.5%
5.3 小结
由实验可知,忽略空气阻力时的精确度达到2%，1%。

不忽略空气阻力所测得的重
力加速度比忽略时要精确,而且达到了0.5%，由此可见该方法可在实验条件不变的情况 下大大提高实验结果的精密度，是一种较好的方法。

6 设想液体的粘滞系数的测量
6.1 实验原理
在倾角为θ的气垫导轨上放一个滑块，用一根细绳系在滑块上，通过一个滑轮悬挂一个小球,小球铅直下落进入液体中,小球刚进入液体时,是加速运动,随着其速度的增加,
粘滞力也增加,直至所受的合力为零,于是小球作匀速下落,其平衡方程为[10]
：
）（粘浮1 0---g m 1=F F T
式中T 为细绳的张力,F 粘为小球受到的粘滞阻力,根据斯托克斯定律,F 粘= 6πr ηv,小球
受的浮力g r 3
403
ρ）π（粘=
F ,0ρ为液体的密度。

滑块的受力平衡方程为： ）
（2 sin g m 2θ=T θ为气垫导轨的倾角,一般很小,θ≈Δh/L 。

由(1)和(2)得出
[10]
：
）
π（π）
（ππr
h
g m -g r 34
-g m rv 61
3 r h g m g r 3
4rv 6g m 2031203
1∆=
∆++
=ρηρη
这是理想状态下求粘滞系数的公式。

因为液体是放在容器里的,考虑到容器壁的影响,则：
）
（））（（4 r 3.3
1r 4.21v v 0
H
R ++= 式中的0v 为小球下落的实验速度, 0R 为圆筒的内半径,H 为筒内液体高度。

同时,为了修 正斯托克斯公式,引入雷诺数R ，η
ρ0
0dv =
R 则：
）（π粘 (1080)
19-1631rv 62
++
=R
R F η
一般采用一级近似，即：
）（）（π粘5 16
31rv 61R F +
=η
1η为一级近似的粘滞系数。

将(4), (5)式代入(3)式,得
）（）（ππ6 rv 8
3-)r 3.31(r 2.41rv 6h g
m -g 34-g m 0000
2011ρρηH
R L
++∆=
(6)式中的1m 和2m 可由天平称得,小球半径r=d/2,小球直径d 和垫块高度Δh,以及0R ,H 均用游标卡尺测得,L 用米尺测得,0V 可通过气垫导轨上的光电门和数字毫秒计测得。

将这 些数据代入(6)式,则可求得粘滞系数的一级近似值1η。

6.2 实验方法及数据 6.2.1实验步骤
1)按上述方法测出1m ，2m ，d ，Δh ，0R ，H ，L 的数据。

2)参考气垫导轨验证牛顿第二定律实验，将导轨调平，并使光电计时系统正常工作。

3)按图1所示，将导轨一只脚下面放入垫块，使之倾斜，用一根细线系在滑块的弹 簧环上，线的另一端跨过导轨端的定滑轮系小球。

4)将滑块放到导轨上，小球通过细绳的张力把滑块从低处拉往高处，同时小球进入液体中，通过调整两光电门的位置找出匀速区域:即滑块通过两光电门的时间相等时(Δ t1=Δt2)就处于匀速区域。

而0V =Δs Δt1,Δs 挡光片的宽度。

6.2.2测量数据[10]
数据表6-1
m 1/kg m 2/kg d/m
R 0/m H/m
∆h/m
L/m ∆s/m
4.4392
10
-⨯ 2.2621
10
-⨯ 2.2202
10-⨯ 4.3522
10
-⨯ 4.8012
10
-⨯ 1.02
10
-⨯ 1.10 1.02
10
-⨯
实验液体蓖麻油,浓度96%，温度T=24℃，密度0ρ=9.7×210kg/m 3
数据表6-2
次数
1 2 3 1t ∆/s 23.76 23.76 23.76 2t ∆/s
23.76
23.75
23.76
t ∆=23.76s ，v 0=
t
s ∆∆=4.2410-⨯m/s ，1η=（0.90±0.01）N ·s/m 2
6.3 小结
本方法和落球法比较有以下几个特点:1)可将同一钢球反复使用，使整个实验是在等精度条件下进行的。

2)因为用光电门和数字毫秒计来计时，减少了测量时的手计时误差，
提高了实验的准确度。

3)实验属热学实验范畴，同时又引入了力学实验的仪器和内容有利于拓宽学生的视野，提高学生的实验技能。

7结束语
本论文在中学和大学力学基本实验的基础上进行了设计性实验，其中包括了验证牛顿第二定律的另外的方法，有用气垫导轨测量简谐振动测弹簧劲度系数，设想系统刚体角动量守恒定律的验证，利用气垫导轨测重力加速度，设想垫导轨测液体的粘滞系数等实验，这些设计性实验综合了大学物理实验中的一些仪器，并综合了一些物理知识，有助于学生进一步掌握和了解物理实验和物理知识的运用。

这样加大了实验难度，即提高了学生对实验的兴趣，又使实验仪器得到进一步发展，还使学生的综合能力得到开发和锻炼。

能开阔学生的视野，活跃思维，把注意力更多的集中在分析问题，解决问题上，善于发现生活中的物理现象，从多种角度去研究实验，主动发现创新点，提高学生的动手能力。

本论文在参考文献的基础上，对实验数据进行了处理，结果与理论也是基本吻合。

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致谢
本论文是在我的导师赵晏副教授的悉心指导和帮助下完成的。

首先，我要感谢我的导师赵晏副教授对我的关心和培养。

恩师严谨治学的风范、渊博的学识、孜孜不倦的工作精神、高瞻远瞩的创新意识以及待人处事的态度将使我终生受益。

在此谨向赵晏副教授表示衷心的感谢。

感谢理学院张中兴老师在论文编辑过程中的指导和帮助。

感谢理学院崔金刚老师和刘芳老师提供给我论文相关的实验室和实验仪器。

正是因为他们的帮助，我的论文才得以按时完成，再次深表谢意！
在论文的撰写过程中，我参考了大量的书籍和电子文献资料，在参考和学习的同时，我的心中对作者和前辈们充满敬意，在此一并表示感谢！。