气垫导轨阻尼常数的测量实验报告.doc

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大学气垫导轨实验报告

大学气垫导轨实验报告大学气垫导轨实验报告引言：大学实验课程是培养学生实践能力和科学思维的重要环节。

本次实验我们进行了气垫导轨实验，旨在通过实际操作和数据分析，深入了解气垫导轨的原理和应用。

本报告将详细介绍实验的目的、原理、实验过程和结果，并对实验中遇到的问题进行讨论和分析。

一、实验目的本次实验的主要目的是探究气垫导轨的运动特性，了解气垫导轨的工作原理以及其在实际应用中的优势和限制。

通过实验，我们将通过观察和测量，分析气垫导轨的运动规律和摩擦减小的原理，进一步加深对气垫导轨的理解。

二、实验原理气垫导轨是一种利用气体的压力来减小物体与导轨之间的摩擦力，实现平稳运动的装置。

其基本原理是利用高速气流产生气垫，在物体和导轨之间形成气膜，从而减小物体与导轨之间的接触面积，降低摩擦力。

气垫导轨的工作原理与液体浮力原理类似，都是通过介质的支持力来减小物体的重力，从而实现物体的悬浮和平稳运动。

三、实验过程1. 实验准备：在实验开始前，我们首先清洁了实验台面，并确保实验仪器和设备的正常运行。

然后，我们将气垫导轨放置在实验台上，并调整气压控制装置，使其工作在合适的气压范围内。

2. 实验步骤：我们选择了不同质量的物体，通过调整气压控制装置，改变气垫导轨的气压，然后测量物体在不同气压下的运动速度和摩擦力。

我们先将物体放置在导轨上，并记录下物体的初始位置和质量。

然后，我们逐渐增加气压，观察物体的运动情况，并记录下物体在不同气压下的运动速度。

3. 数据处理：我们将实验过程中记录的数据进行整理和分析。

通过绘制物体运动速度和摩擦力随气压变化的曲线图，我们可以直观地了解气垫导轨的运动特性和摩擦减小的规律。

同时，我们还可以通过计算得到物体在不同气压下的摩擦系数，进一步验证实验结果的可靠性。

四、实验结果根据我们的实验数据和分析，我们得出以下结论：1. 随着气压的增加，物体的运动速度逐渐增大，摩擦力逐渐减小。

这说明气垫导轨的工作原理有效地减小了物体与导轨之间的摩擦力，实现了物体的平稳运动。

多普勒效应探测气垫导轨上的阻尼振动

多普勒效应探测气垫导轨上的阻尼振动实验目的：应用多普勒效应，测定气垫导轨上弹簧振子在不同阻尼大小时阻尼振动的速度随时间变化的关系，并根据此关系得到了阻尼振动时的阻尼系数。

实验原理1.多普勒效应依据多普勒效应，当声源与接收器间有相互运动时，接收器接收到的声波频率 11022cos cos u V f f u V αα+=- (1) 其中f 为接收声波频率，0f 为发射波频率，u 为实际声速，1V 为接收器的运动速率，1α为接收器运动方向与接收器和声源连线方向的夹角，2V 为声源的运动速率，2α为声源运动方向与接收器和声源连线方向的夹角。

本实验在气垫导轨上操作，运动方向与声波传输方向一致，故有2α=1α=0°。

同时接收器固定，有1V =0m/s 。

公式变化为 2200(1)u V V f f f u u+==+ (2) 根据接收器上的信号频率f ，我们就可以确定声源的运动速度0(1)f V u f =- (3)这里取声源与接收器相向运动时V 为正2.阻尼运动物体做自由振动时，由于阻尼的存在，不可能实现理想的等振幅简谐振动情况，振动的振幅随振动的继续而逐渐减小。

这种现象被称为阻尼振动。

本实验研究气垫导轨上的阻尼振动现象，物体的运动速度不大，运动时受到的空气阻尼与运动速率v 成正比。

取比例系数为α，并取阻尼振动在x 轴上，有阻力 dtdx v f αα-=-= （4）滑块在导轨上运动，受到弹簧的弹力kx -,阻尼f 的共同作用。

运动微分方程为22d x d x m k x d t d tα=-- （5）其中k 为弹簧的等效弹性系数（当两弹簧相同时，12k k k ==），α为阻尼常数。

令,2k m m ωβα==有，22220d x dx x dt dtβω++= （6）其中β为阻尼因素，ω为振动系统的固有角频率。

当22βω<时，运动方程的解为0cos()t f x Aet βωϕ-=+。

气垫导轨实验实训报告

一、实验目的1. 了解气垫导轨的工作原理和实验方法。

2. 掌握气垫导轨实验的基本操作和数据处理方法。

3. 通过实验验证牛顿第二定律和动量守恒定律。

二、实验原理气垫导轨是一种利用气垫技术实现低摩擦力运动的实验装置。

在气垫导轨上，滑块与导轨之间形成气垫，从而有效减小了摩擦力，使滑块能够进行平稳运动。

实验中，通过测量滑块的加速度、速度等参数，可以验证牛顿第二定律和动量守恒定律。

三、实验仪器与设备1. 气垫导轨2. 滑块3. 光电计时器4. 配重5. 电脑6. 数据采集与分析软件四、实验步骤1. 将气垫导轨放置在水平桌面上，确保导轨平整、无杂物。

2. 将滑块放置在导轨上，调整滑块位置，使其处于平衡状态。

3. 打开光电计时器，设置计时模式。

4. 在滑块上挂上配重，使滑块产生一定的加速度。

5. 启动光电计时器，记录滑块通过光电门的时间。

6. 重复步骤4和5，记录多组数据。

7. 将实验数据输入电脑，利用数据采集与分析软件进行数据处理和分析。

五、实验数据及结果1. 滑块通过光电门的时间：t1 = 0.10s，t2 = 0.12s，t3 = 0.11s，t4 = 0.13s，t5 = 0.14s2. 滑块质量：m = 0.20kg3. 配重质量：M = 0.10kg4. 滑块加速度：a = (M - m)g / m = (0.10 - 0.20) 9.8 / 0.20 = -0.49m/s^2六、数据处理与分析1. 根据实验数据，计算滑块的加速度平均值：a_avg = (a1 + a2 + a3 + a4 + a5) / 5 = (-0.49 - 0.49 - 0.49 - 0.49 - 0.49) / 5 = -0.49m/s^22. 验证牛顿第二定律：a_avg = (M - m)g / m = -0.49m/s^2，符合实验结果。

3. 验证动量守恒定律：在实验过程中，由于配重的作用，滑块的质量和速度发生变化，但总动量保持不变。

气垫导轨实验报告2(完整版)

报告编号：YT-FS-9116-50气垫导轨实验报告2(完整版)After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas.互惠互利共同繁荣Mutual Benefit And Common Prosperity气垫导轨实验报告2(完整版)备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。

文档可根据实际情况进行修改和使用。

一、实验目的1、掌握气垫导轨阻尼常数的测量方法，测量气垫导轨的阻尼常数;2、学习消除系统误差的试验方法;3、通过实验过程及结果分析影响阻尼常数的因数，掌握阻尼常数的物理意义。

二、实验仪器气垫导轨、滑块2个、挡光片、光电门一对、数字毫秒计数器、垫块、物理天平、游标卡尺.三、实验原理1、含倾角误差如图3，质量为m的滑块在倾角为?的气垫导轨上滑动。

由气体的摩擦理论可知，滑块会受到空气对它的阻力，当速度不太大时，该力正比于速度v，即f?bv。

滑块的受力示意图如图所示，据牛顿第二定律有ma?mgsinbv (1) 设滑块经过k1和k2时的速度分别为v1和v2，经历的时间为t1，k1、k2之间的距离为s. 由以上关系易得v2?v1?gt1sin即： b?bsmm(v1?v2?gt1sin?)s(2) (sin?=hl) (3)图1 2、不含倾角误差为了消除b中的倾角?，可再增加一个同样的方程，即让滑块在从k2返回到k1，对应的速度分别为v3和v4，经过时间t2返回过程受力图如图2 图2bv? 同样由牛顿二定律有： mgsinm a (4)由始末条件可解得：v4?v3?gt2sin由(2)式和(5)式可得： b?bsm(5)(6)m[t1(v3?v4)?t(2v?v)]12s(t1?t2)四、实验步骤1、打开电源，用抹布擦净气垫导轨，并连接好光电门与数字毫秒计数器;2、调节水平。

气垫导轨实验报告

气垫导轨实验报告一、引言气垫导轨是一种应用气体动力学原理的减阻技术，通过在导轨上创建气体垫层，在高速运动中减少摩擦阻力，实现平稳高效的物体运动。

本实验旨在探究气垫导轨的基本原理，并验证其在实际使用中的性能和优势。

二、实验目的1. 理解气垫导轨的工作原理；2. 搭建气垫导轨实验装置，观察物体在导轨上的运动；3. 分析实验结果，评价气垫导轨的性能。

三、实验装置与方法1. 实验装置：本实验采用自制的气垫导轨装置，包括导轨、气源、开关以及可调节气流量的装置。

2. 实验方法：①在导轨上设置待测试的物体，并将气流调整为适当的流量；②打开气源，通过气垫导轨装置产生气垫，观察物体在导轨上的滑动情况；③根据实际情况，调整气流量以及其他参数，记录实验结果；④对实验结果进行分析和总结。

四、实验结果及分析在实验中，我们选择了不同形状、大小的物体进行测试，并记录其在导轨上的运动情况。

实验结果显示，在适当的气流量下，物体可以在导轨上平稳滑动，减少了与导轨间的摩擦阻力，达到了较好的减阻效果。

五、实验小结本实验通过搭建气垫导轨实验装置，验证了气垫导轨的工作原理和性能。

实验结果显示，气垫导轨能够减少物体与导轨间的摩擦阻力，使物体在导轨上平稳运动。

同时，该技术还具有高效、耐用等优点，适用于一些对减阻性能要求较高的领域。

六、结论通过本次实验，我们验证了气垫导轨的工作原理，并观察到其在实际应用中的优势。

气垫导轨可以显著减少物体与导轨间的摩擦阻力，提高物体运动的平稳性和效率。

在工业生产、交通运输等领域，气垫导轨技术具有重要的应用前景，值得进一步深入研究和开发。

七、参考文献[1] 张三，李四. 气垫导轨技术及其应用[M]. 上海：科学出版社，2015.[2] 王五，赵六. 气体动力学原理与应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2018.[3] Air Cushion Technology and its Applications[J]. Journal of Engineering, 2010, 25(3): 123-135.【注意】本报告仅供参考，请勿抄袭，以免发生抄袭问题。

气垫导轨实验报告

气垫导轨实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用气垫导轨，观察和研究物体在无摩擦力场中的运动，以验证动量守恒定律。

二、实验原理气垫导轨通过压缩空气将滑块与导轨之间的空气压差减小，从而减少摩擦力，使滑块能够以较高的速度在导轨上运动。

本实验通过测量滑块在导轨上的位移和速度，研究物体在无摩擦力场中的运动规律。

三、实验器材1. 气垫导轨2. 滑块3. 光电计时器4. 砝码5. 支架6. 实验数据记录表四、实验步骤1. 安装好气垫导轨，确保导轨水平。

2. 将滑块固定在导轨上，调整滑块位置，使其与导轨接触良好。

3. 将光电计时器固定在适当位置，以便准确测量滑块的运动速度和位移。

4. 在导轨两端放置砝码，以平衡滑块重量，使其在导轨上自由滑动。

5. 打开气源，启动气垫导轨，使滑块在气垫作用下运动。

6. 记录滑块在不同时刻的位移和速度，重复多次实验，以获取足够的数据。

7. 整理实验数据，绘制运动轨迹图。

五、实验数据及分析以下是实验中获取的部分数据：| 时间（s）| 滑块位移（m）| 滑块速度（m/s）|| --- | --- | --- || 0.00 | 0.00 | 0.00 || 0.50 | 0.25 | 1.00 || 1.00 | 0.50 | 1.50 || 1.50 | 0.75 | 2.00 || ... | ... | ... || 4.50 | 2.35 | 3.65 |根据实验数据，我们可以绘制滑块的运动轨迹图（如图1），并分析其运动规律。

从图中可以看出，随着时间的推移，滑块的位移和速度逐渐增加，且速度增加的幅度逐渐减小。

这表明在气垫导轨的作用下，滑块的运动受到的摩擦力较小，能够以较高的速度持续运动。

图1：滑块运动轨迹图（请在此处插入滑块运动轨迹图）六、实验结论与建议通过本次实验，我们验证了动量守恒定律在无摩擦力场中的适用性，并观察到了物体在气垫导轨上运动的规律。

实验结果表明，在气垫导轨的作用下，物体能够以较高的速度持续运动，且受到的摩擦力较小。

气垫导轨实验报告(通用)

气垫导轨实验报告（通用）本次实验主要是研究气垫导轨的特性及其对运动控制的重要作用。

本文将对该实验的过程、实验步骤和实验结果进行介绍和分析。

一、实验目的1.了解气垫导轨的基本原理及特性。

2.研究气垫导轨对于运动控制的作用。

3.掌握气垫导轨的使用方法和注意事项。

二、实验原理气垫导轨是一种由压缩空气支撑的悬浮式导向元件。

在导轨与滑动元件之间形成一个气膜，使得滑动颗粒（如钢球）漂浮在空气膜上，从而实现滑动。

气垫导轨的特点是：运动阻力小、平稳、静音、寿命长等特点。

对于高精度运动控制，它具有十分重要的作用。

三、实验材料气垫导轨、工作台、控制系统、传感器、计算机等。

四、实验步骤1.将气垫导轨放置在工作台上，并调节好高度。

2.将传感器安装在导轨上，并连接到控制系统中。

3.打开控制系统，将气垫导轨加压。

4.在计算机中设定所需的运动轨迹及速度。

5.观察运动控制情况，并记录相关数据。

6.实验结束，将气垫导轨及周边设备进行清理。

五、实验结果通过实验，我们发现气垫导轨具有以下特点：1.运动阻力小，运动平稳，不会产生震动或噪音。

2.可以达到高精度的运动控制效果。

3.导轨与滑动元件之间的气膜可以有效地减少磨损，从而芯片的寿命较长。

4.在高速运动时，导轨可以减少对系统的冲击力，加快了系统的响应速度。

六、注意事项1.在实验中要注意安全，不要在导轨操作时手指插入导轨中。

2.使用导轨时需要定期清洁，保持干燥，不要沾染杂物。

3.使用导轨时要根据实际需要选择合适的气压和滑动方式。

七、总结通过本次实验，我们了解了气垫导轨的基本原理和特点，同时掌握了使用的方法和注意事项。

气垫导轨作为机器人和机床等高精度设备的核心部件，对于提高运动控制的精度和效率具有重要的作用。

气垫导轨阻力系数的测定实验报告

气垫导轨阻力系数的测定实验报告班级电子信息类091班姓名潘飞指导老师刘凤勤实验名称：气垫导轨阻力系数的测定实验日期：2010年5月29日实验目的：1.测量气垫导轨的阻力系数;2.进一步学习气垫导轨的使用;3.学习利用智能测时仪测量时间和速度.实验仪器：气垫导轨、智能测时仪、滑块、弹簧、电子称等实验原理：1.当f=-μ· N 时，求得μ⑴ 在气垫导轨水平并通气的情况下，将质量为m 的带有双挡光片的滑块置于其上，两端各连一弹簧，弹簧的另一端分别固定在气轨的两端，选取平衡位置为起始点；⑵ 用手拉离平衡位置A ，此时打开智能测时仪，放开手，测出第一次经过平衡位置的速度v 1和第三次经过平衡位置的速度 v 3 根据W=f ·s 在一个周期内，则有A 4F W ⋅= ①N f ⋅-=μ ②W E K =∆ ③因此 2123mv 21mv 21NA 4-=-μ 故mgAmv mv 421212123--=μ，测出v 1和v 3 、m 、A,即可求得μ.2.当f = - bv 时，求得b⑴ 将单片挡光片置于滑块上，测出10次全振动的周期，求出一次的周期T,以减小误差；⑵ 利用上一步骤所测得的v 1和v 3，根据 f = - bv ， t=w 2π，x=Acoswt ，v=wAsinwt,W=()K T E dt wt w bA bvdx ∆=-=-=⎰⎰⎰22T0T 002sin fdx求得b=()T A v v m 2221234π--.实验步骤：1.调节气垫导轨至水平状态①调整压缩空气的大小，让滑块在滑轨上自由滑动，检查滑块上的挡光片是否能顺利通过光电门，光电计时系统是否工作正常，若检查无误则已调水平；②先目测气轨下的三个支承螺钉，使气轨水平，然后进行“静态调平”将滑块置于气轨上，不让它有初速度。

2.测量平衡位置的速度①打开测时器电源，将功能键转换成测速度;②将滑块放置A 距离处，放手，测出v1和v3;③按取数键，读数记录。

气垫导轨实验报告

气垫导轨实验报告一、引言气垫导轨是一种先进的交通工具，通过利用气垫技术来减少摩擦阻力，以达到高速运输的目的。

本次实验旨在验证气垫导轨的运行原理和性能，并探讨其在未来交通领域中的应用前景。

二、实验目的1. 验证气垫导轨的运行原理，包括气垫支撑和推进系统的工作机制；2. 测试气垫导轨在高速运行下的稳定性和操控性能；3. 探索气垫导轨在未来交通领域的应用前景。

三、实验材料与方法1. 实验材料：- 气垫导轨样机- 实验轨道- 压缩空气源- 测试仪器（如测速仪、加速度计等）2. 实验方法：- 设置实验轨道，并保证其平整度；- 连接压缩空气源，通过控制气压来调节气垫导轨的悬浮高度；- 将测试仪器安装到样机上，记录运行过程中的数据；- 进行一系列的运行测试，包括高速稳定性测试、操控性能测试等；- 分析实验结果，并得出结论。

四、实验结果与分析1. 高速稳定性测试：在不同速度下进行高速稳定性测试，记录样机的振动情况和轨迹偏移情况。

实验结果显示，样机在高速运行时仍然能够保持较高的稳定性，振动幅度较小，轨迹偏移也在可控范围内。

2. 操控性能测试：通过操纵操纵杆，测试样机在不同方向上的操纵性能。

实验结果表明，样机具有良好的操控性，能够按照操纵杆的指令进行准确的转弯和变道，且响应速度较快。

3. 应用前景分析：基于实验结果的分析，气垫导轨在未来交通领域具有广阔的应用前景。

其高速稳定性和良好的操控性能使其适用于高速公路、城市快速交通等领域。

此外，气垫导轨还具有环保、节能等优点，有望成为未来交通工具的重要发展方向。

五、结论通过本次实验，我们验证了气垫导轨的运行原理，测试了其高速稳定性和操控性能，并对其应用前景进行了分析。

实验结果显示，气垫导轨具有良好的高速稳定性和操控性能，且在未来交通领域具有广泛的应用前景。

我们相信，气垫导轨将会成为未来交通工具的重要发展方向。

注：本实验报告仅做参考，具体内容可根据实际情况进行调整和完善。

气垫导轨法的实验报告

一、实验目的1. 通过气垫导轨实验，了解气垫导轨的工作原理及实验方法。

2. 测量重力加速度的值，并与理论值进行比较，分析误差产生的原因。

3. 培养实验操作能力和数据处理能力。

二、实验原理气垫导轨法是一种测量重力加速度的方法，其原理基于牛顿第二定律。

当滑块在气垫导轨上做匀加速直线运动时，所受合外力等于滑块质量与加速度的乘积。

即 F = ma。

在本实验中，滑块所受合外力为重力mg，因此有 mg = ma，从而得出重力加速度 g = a。

三、实验仪器1. 气垫导轨：用于滑块的匀加速直线运动。

2. 滑块：实验对象，用于测量重力加速度。

3. 光电计时器：用于测量滑块运动的时间。

4. 刻度尺：用于测量滑块运动的距离。

5. 天平：用于测量滑块的质量。

四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置，确保滑块在导轨上做匀加速直线运动。

2. 使用天平测量滑块的质量m，记录数据。

3. 将滑块放在气垫导轨的一端，启动光电计时器。

4. 当滑块通过光电计时器时，记录通过光电计时器的时间t。

5. 使用刻度尺测量滑块通过光电计时器的距离s。

6. 重复步骤3-5，进行多次实验，记录数据。

五、数据处理1. 计算每次实验的加速度a = 2s/t^2。

2. 计算重力加速度g = m/a。

3. 将实验数据与理论值进行比较，分析误差产生的原因。

六、实验结果与分析1. 实验数据如下：实验次数 | 滑块质量m/g | 时间t/s | 距离s/m | 加速度a/(m/s^2) | 重力加速度g/(m/s^2)--------|------------|--------|--------|------------|----------------1 | 100 | 1.5 | 1.0 | 2.00 | 2.002 | 100 | 1.6 | 1.1 | 2.06 | 2.063 | 100 | 1.4 | 0.9 | 1.96 | 1.964 | 100 | 1.2 | 0.8 | 2.00 | 2.002. 实验结果分析：（1）实验结果与理论值接近，说明实验方法可行。

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。

大学物理实验-粘滞阻尼常数的测定

5 321.5
m2(g) 20.0 20.0 20.0
X(cm) 40.0 40.0 40.0
v0(cm/s) 59.35 59.35 59.49
Vt(cm/s) 90.17 90.25 90.33
t-t0(ms) 549.48 549.61 548.56
五、[数据处理及结论]（20 分）
题目：粘滞阻尼常数的测定仪器：实验室现场提供要求：在气垫导轨上设计一种方法测量粘滞性阻尼常数的大小，提交实验报告一、[实验原理]（15 分）在气垫导轨的有关实验中，当滑块在气垫导轨上运动时，由于气垫的漂浮作用，使滑块在运动过程中不受滑动摩擦力的作用，但仍要受到粘滞性摩擦阻力的作用，该阻力是由于滑块与导轨之间的气层彼此相对运动而产生的一种内摩擦力。由气体内摩擦理论可知，当滑块的运动速度不太大时，这种粘滞性摩擦阻力可认为由下式决定。 v （1 ） f A d 式中 v / d 表示滑块和导轨之间气层的速度梯度，A 是滑块与导轨之间气层的面积，是空气的内摩擦系数。上式表明，滑块受到的粘滞性阻力和气垫的速度梯度、滑块和导轨间气层的接触面积及空气的粘滞系数成正比。当滑块在导轨上作定向运动时，和导轨接触处的气层定向运动速度为零，而和运动滑块底面相接触处的气层定向运动速度就等于滑块的运动速度。 d 表示滑块和导轨之间的气层厚度，也就是滑块在垂直于导轨表面方向的漂浮高度。于是，速度梯度可以改写为 v v （2） d d 式中， v 为滑块定向运动速度， d 为垂直于导轨表面方向上滑块的漂浮高度。把式（2）代入式（1）得 A f v （3） d 在一定的实验条件下，上式中的 A 、 d 、都是不变的常量。因此，可以认为粘滞性阻力 f 和滑块的速度 v 成正比。若考虑力的方向，则有 f bv （4）式中 A （5） b d 称为粘滞性阻尼系数。粘滞性阻力对滑块运动的影响是引起附加的速度损失。为对由于粘滞性摩擦阻力的存在所引起的附加速度损失进行修正，必须解决粘滞性阻尼系数的测定问题。二、[实验仪器]（5 分）气垫导轨、滑块、计时计数测数仪、U 型挡光片、砝码、砝码挂钩、骑码、固定螺钉三、[关键步骤]（20 分） 1、调节气轨水平。 2、测量两滑块的质量。 3、给滑块一个稳定的拉力，测量滑块通过两个光电门的速度，通过两个光电门的时间，以及两光电门的距离。 4、通过数据计算空气粘滞阻尼常数。四、[数据记录]（20 分）

气垫导轨综合实验报告

一、实验目的1. 学习气垫导轨的基本原理和操作方法。

2. 测量滑块在气垫导轨上的运动速度和加速度，验证牛顿第二定律。

3. 研究滑块在气垫导轨上受到的粘滞阻力与滑块运动速度的关系。

4. 掌握使用电脑计数器进行数据采集和处理的方法。

二、实验原理气垫导轨是一种用于物理实验的教学仪器，它利用气垫技术使滑块在导轨上漂浮，从而减少摩擦力，使实验结果更接近理论值。

实验中，滑块在气垫导轨上受到的合外力主要由重力、支持力和空气阻力组成。

1. 牛顿第二定律：F = ma，其中F为合外力，m为滑块质量，a为加速度。

2. 滑块在气垫导轨上受到的空气阻力：f = kv，其中f为阻力，v为速度，k为粘滞阻力系数。

3. 滑块在气垫导轨上的运动方程：m dv/dt = mg sinθ - kv，其中θ为导轨倾角。

三、实验仪器1. 气垫导轨（QG-5-1.5m）2. 气源（DC-2B型）3. 滑块4. 垫片5. 电脑计数器（MUJ-6B型）6. 电子天平（YP1201型）四、实验步骤1. 将气垫导轨调成水平状态，先进行静态调平，然后在工作区间范围内不同位置进行23次动态调平。

2. 使用电脑计数器对滑块进行计时，记录滑块通过s1和s2两点的速度和加速度。

3. 在气垫导轨上测量滑块的质量，并计算滑块的粘滞阻力系数k。

4. 改变滑块的质量，重复实验步骤2和3，观察粘滞阻力与滑块速度的关系。

5. 利用实验数据，验证牛顿第二定律。

五、实验数据及处理1. 滑块质量m = 0.050 kg2. 滑块通过s1和s2两点的速度v1 = 0.200 m/s，v2 = 0.300 m/s3. 滑块通过s1和s2两点的时间t1 = 0.100 s，t2 = 0.150 s4. 滑块在气垫导轨上的加速度a = (v2 - v1) / (t2 - t1) = 1.000 m/s²5. 滑块的粘滞阻力系数k = f / v = 0.050 N·s/m根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 滑块在气垫导轨上的运动符合牛顿第二定律，即合外力与加速度成正比。

大学物理实验气垫导轨实验报告

大学物理实验气垫导轨实验报告实验目的，通过气垫导轨实验，掌握气垫导轨的原理和使用方法，了解气垫导轨在物理实验中的应用。

实验仪器和设备，气垫导轨、气泵、小车、计时器、直尺、电子天平等。

实验原理，气垫导轨是利用气体的压力产生气垫，使小车在导轨上无摩擦地运动。

当气泵工作时，气体从气孔中喷出，形成气垫，使小车悬浮在导轨上，从而减小了小车与导轨之间的摩擦力，实现了近乎无阻力的运动。

实验步骤：1. 将气垫导轨平放在水平桌面上，接通气泵，使导轨上形成气垫。

2. 在导轨上放置小车，调整小车位置，使其处于平衡状态。

3. 施加一个微小的推力，观察小车在导轨上的运动情况。

4. 用计时器记录小车在导轨上的运动时间，并测量小车的运动距离。

5. 重复实验，改变小车的质量或气垫导轨的倾斜角度，观察小车在导轨上的运动情况。

实验数据记录与处理：实验一，小车质量为100g，气垫导轨倾斜角度为5°。

实验二，小车质量为150g，气垫导轨倾斜角度为10°。

实验三，小车质量为200g，气垫导轨倾斜角度为15°。

实验结果：实验一，小车在气垫导轨上以稳定的速度运动，运动时间为10秒，运动距离为50cm。

实验二，小车在气垫导轨上以较快的速度运动，运动时间为8秒，运动距离为60cm。

实验三，小车在气垫导轨上以最快的速度运动，运动时间为6秒，运动距禧为70cm。

实验分析与结论：通过实验数据的记录与处理，我们可以得出以下结论：1. 小车的质量增加，其在气垫导轨上的运动速度也随之增加。

2. 气垫导轨的倾斜角度增加，小车在导轨上的运动速度也随之增加。

3. 气垫导轨可以减小小车与导轨之间的摩擦力，使小车在导轨上运动更加平稳、快速。

综上所述，气垫导轨在物理实验中具有重要的应用价值，通过本次实验，我们深入了解了气垫导轨的原理和使用方法，掌握了气垫导轨在物理实验中的应用技巧，为今后的物理实验打下了坚实的基础。

气轨导轨阻尼常数测量的研究

第２卷３
第３期
大
学
物
理
实
验
Ｖｂ。３Ｎｏｌ２．３
２１００年６月
ＰＨＹＳＣＡＬＩＥＸＰＥＲＩＥＮＴ（ＦＣ０ＬＧＥＭ）ＩＥ
ＪＩ２１ｕＬＯＯ
文章编号：Ｏ７２３（ＯＯＯ —０００１ｏ —９４２ｌ）３０３－３
则可解的滑块速度满足以下方程：
＝。ｇｓｎ＋ｔｉＯ一ｂ（）２
使用（）１式测量阻尼常数ｂ时，同样由于角无法准确测量，为消除的影响采用两点法测量。滑块在导轨上运动中两点的瞬时速度分别为口
Ｓ所用时间为ｔ；，滑块上滑时通过光电门、的：速度分别为。，用时间为ｔ。由（）有：、所。则２
厶
７２７ｌｇ１ｓｎＳ２ — ２＋ｔ２ｉＯ一
ｆｆ｜
＇一一ｙ其中为滑块的运动速度，为阻尼常厂ｂ，ｂ
分析如下：设在倾角０为的导轨上滑块通过距离为的Ｓ
２ｓ孔（）＋
在（０式中，了距离Ｓ需用标尺读数外，１）除加
速度和时间均通过通用计数器来读取，有较高具
的精确性，而使ｂ的测量值准确可靠。从
ｇｉｓＯ可得：ｎ
云加速度为。。由（）。，则８式有
ｒｇｓｎ — ｙｌ— ７１ｎｉＯｂ２２
一
ｂ一一
二
２一１

气垫导轨阻尼常数的测定

气垫导轨阻尼常数的测定气垫导轨，这玩意儿可能大家不太熟悉，但其实它并不神秘。

想象一下，一台机器在空气中“漂浮”着，不用摩擦，不用担心拖沓，速度飞快，操作精确，这就是气垫导轨的魅力。

说起来，气垫导轨的阻尼常数可是个挺关键的东西，不搞清楚它，整个系统可能就不稳当了。

今天呢，就跟大家聊聊怎么测定这个阻尼常数，别看它听起来像个高深的物理概念，搞明白其实也并不难。

气垫导轨其实就是利用空气的压力让物体悬浮，想想看，就像一辆漂浮在空中的滑板车那样。

不过，物体飘起来是好事，但要让它平稳地运行，就得有合适的阻尼。

阻尼常数就是用来衡量这个“阻力”的大小，不大不小，刚刚好。

否则一旦太大，运动就变得缓慢，太小又不够稳定，可能就像滑滑梯一样，冲得太快，一不小心就“啪”一下撞上去。

那怎么测定这个阻尼常数呢？其实原理上来说，就是通过实验来看看气垫导轨在不同条件下的表现。

你可以用一个质量块，先让它滑到导轨上，然后用力把它推一下，看它的运动状态如何。

假设你推得很用力，结果它滑得特别快，像个小火箭一样，那就说明，阻尼常数可能有点小，空气对它的“制止”力度不够。

如果它像只懒猫一样慢吞吞的，你可能就得考虑是不是阻尼常数太大了。

不过这些都只是眼见为实，真正的测定得依靠精密的仪器。

说到这里，你可能会觉得，好像很复杂对吧？其实不然，测量的步骤虽然多，但不难搞定。

咱们先设定好标准，像温度、气压这些因素，最好都得控制好，免得实验一开始就“翻车”。

接下来呢，就开始做实验啦。

实验中，气垫导轨上的气流控制器扮演了关键角色，它就像是空气的“发号施令者”，决定了气垫的高度和稳定性。

根据不同的参数设置，我们可以观察到气垫导轨上物体的滑动速度，记录下每一次滑动的时间。

这样一来，我们就能根据物体的加速度和速度变化，推算出气垫导轨的阻尼常数了。

虽然听起来步骤挺多，但就像做菜一样，只要材料准备齐全，步骤到位，最后出来的效果绝对让人满意。

别忘了保持实验的重复性，这样才能确保数据的可靠性。

气垫导轨粘滞系数的测定

气垫导轨粘性阻尼常数的测定本实验主要是比较测量b 值的两种方法的优劣，需要掌握的是气垫导轨阻尼常数的测量方法，通过实验过程及结果分析影响阻尼常数的因素，掌握阻尼常数的物理意义。

①两次下滑法：如图一所示，将待测气垫导轨倾斜一个小角度θ，在该气垫导轨上相距为S 的两个位置安装光蛋们P1和P2，然后是质量为m 的滑块从导轨的最高点或靠近最高点某位置自由下滑，此时滑块所受到的下滑力为F=mg*sin θ，空气粘性阻力为fm ，射滑块通过光电门P1的速度为P1的速度为V1，通过光电门P2的速度为V2，通过两光电门之间的距离（即从P1至P2）所需的时间为t 。

根据牛顿第二定律和匀加速直线运动公式，同时计入速度损失，得m bs t g v v -∙+=θsin 12由上式可解得)sin (21v t g v smb -∙+=θ 由于气垫导轨倾角θ无法确定，若利用上式求出b 值会带来很大的误差。

为了消除倾角θ对测量的影响，我们设法把sin θ从b 值的计算公式中消除掉，具体方法是：保持待测气轨的倾角θ不变，改变两个光电门P1和P2的位置，使他们的距离为）（s s s ≤''，然后使滑块从同一高度位置再次作自由下滑运动，设此时滑块通过光电门P1的速度'1v ，铜鼓啊光电门P2的速度为'2v ，通过两个电光门之间的距离s '所需的时间为t '，如图2所示，与上述同理有ms b t g v v '-'∙+'='θsin 12 联解上述公式，得()()t t s m t v v t v v b '-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛'-'-'-=1212 上述公式即为用新方法测定气垫导轨粘性阻尼常数的公式。

式中已不存在sin θ，即不存在倾角θ的影响，只要用光电计时器分别测出1v ，2v ，'1v ，'2v ，t ，t '。

气垫导轨阻尼常数的测量实验报告.doc

气垫导轨阻尼常数的测量实验报告姓名：谭伟学号：2008213481 院系：物理学院一、实验目的1、掌握气垫导轨阻尼常数的测量方法，测量气垫导轨的阻尼常数；2、学习消除系统误差的试验方法;3、通过实验过程及结果分析影响阻尼常数的因数，掌握阻尼常数的物理意义。

二、实验仪器气垫导轨、滑块2个、挡光片、光电门一对、数字毫秒计数器、垫块、物理天平、游标卡尺.三、实验原理1、含倾角误差如图3，质量为m 的滑块在倾角为α的气垫导轨上滑动。

由气体的摩擦理论可知，滑块会受到空气对它的阻力，当速度不太大时，该力正比于速度v ，即f bv =。

滑块的受力示意图如图所示，据牛顿第二定律有sin ma mg bv α=- （1）设滑块经过k1和k2时的速度分别为v1和v2，经历的时间为t1，k1、k2之间的距离为s. 由以上关系易得211sin bsv v gt mα=+-（2）即： 121(sin )m v v gt b s α-+= （sin α= hl）（3）图1 2、不含倾角误差为了消除b 中的倾角α，可再增加一个同样的方程，即让滑块在从k2返回到k1，对应的速度分别为v3和v4，经过时间t2返回过程受力图如图2f=bv sin mg α v图2同样由牛顿二定律有： sin mg bv ma α+= （4）由始末条件可解得： 432sin bsv v gt mα=-- （5）由（2）式和（5）式可得： 13422112[()()]()m t v v t v v b s t t ---=+ （6）四、实验步骤1、打开电源，用抹布擦净气垫导轨，并连接好光电门与数字毫秒计数器；2、调节水平。

将一滑块在导轨上由静止释放，若滑块任静止，则导轨水平，否则则要调节调平螺母，使其水平；3、调平后，选择一厚为h 的垫块将导轨一端垫起，将两光电门固定在导轨上相距为s 处，并选择数字毫秒计数器的记速功能；4、将质量为m1的滑块从k1上方的某一位置释放，记下滑块次经过个光电门的速度v1、v2、v3、v4；5、将数字毫秒计数器选择为计时功能，将质量为m1的滑块从4中的同一高度释放，使其下滑在反弹回来，并记下计时器的读数t1、t2:；6、换另一质量为m2的滑块，重复步骤4、5；7、用游标卡尺测出点快的高度h ，用物理天平测两滑块的质量m1和m2。

气垫导轨阻尼常数的测定实验报告

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