中南大学大物气轨上运动定律的研究实验报告
实验5 气轨上研究碰撞过程中动量和能量变化
实验 5 气轨上研究碰撞过程中动量和能量变化[目的要求]l ．用碰撞特例验证动量守恒定律，并考察动能损耗情况； 2．在实验操作中保证实验条件； 3．掌握一种简化处理数据的方法． [仪器用具]气轨，光电计时器，带有粘合器和碰簧的滑块，骑码，U 形挡光片，游标卡尺，电子天平． [实验原理]本实验是在一种特定的情况下检验动量守恒定律的正确性，并考察动能的损耗情况。
这种特定的情况是：所研究的物体系只有两个可以看作刚体的滑块，滑块的运动限制在一条水平的直线上，滑块运动时的摩擦阻力可以忽略不计，两滑块的质心的连线与滑块运动方向平行，在碰撞的瞬间，两滑块的接触点在其质心连线上（称为对心碰撞，又称为正碰）在两滑块发生碰撞之前，其中一个保持静止状态。
实验中要注意尽量满足这些条件。
当我们用实验检验某一理论时，必须满足该理论所要求的实验条件。
动量守恒定律指出，若物体系在某个方向上不受外力，或者在该方向上所受外力之和为零，则此物体系在此方向上的总动量守恒。
在水平的气轨上放置两个滑块A 和B ，它们的质量分别为m A 和m B 先让滑决B 保持静止状态，即碰撞前滑块B 的速度v B =0；再让滑块A 以速度v A 去碰滑块B ；碰撞后滑块A 和B 的速度分别为v A ´和v B ´；若碰撞为对心碰撞，且略去滑块运动时所受到的阻力、根据动量守恒定律应有B B A A A A v m v m v m '+'= （5-1） 本实验即根据式（5-1）来检验动量守恒定律，检验的方法如下：用天平称出滑块A 和B 的质量m A 和m B ，v A ´和v B ´可由滑块上的U 形挡光片和光电计时器测出．若碰撞前、后两滑块的总动量分别为K 和K´，则碰撞前后两滑块总动量的相对偏差为⎪⎪⎭⎫⎝⎛'+'-='+'-='-AA BB A A A A B B A A A A v m v m v v v m v m v m v m K K K 1)( (5-2)若有K=K´，则验证了动量定律。
在气垫导轨上测加速度的实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除在气垫导轨上测加速度的实验报告篇一：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，使时间的测量精度大3v??x?t?x?t4过s1、s离?sa?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，F?mgsin??mg定牛顿第二定律成立，有mgh。
假Lhh?ma理论，a理论?g，将实验测得的a和a理论进LL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（本地g取979.5cm/s2）a?a理论，则验证了牛顿第二定律。
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hh学方程为mg?f?ma，f?mg?ma?m(a理论－a)，比较不同倾斜状态下的LL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。
大一下物理实验【实验报告】 用气垫导轨研究物体的运动
东南大学物理实验报告姓名学号指导老师日期座位号报告成绩实验名称用气垫导轨研究物体的运动目录预习报告...................................................2~5 实验目的 (2)实验仪器 (2)实验中的主要工作 (2)预习中遇到的问题及思考 (3)实验原始数据记录 (4)实验报告…………………………………………6~12 实验原理………………………………………………………实验步骤………………………………………………………实验数据处理及分析…………………………………………讨论……………………………………………………………实验目的：1、了解气垫导轨的工作原理2、掌握利用气垫导轨测量运动物体的加速度和重力加速度3、验证牛顿第二运动定律实验仪器（包括仪器型号）：仪器名称型号规格生产厂家仪器编号气垫导轨和附件MUJ-6B电脑通MUJ-6B用计数器天平试验中的主要工作：实验一：1、练习通用计数器的基本使用2、调平气垫导轨：①粗调:在导轨中部相隔50cm放置两个光电门，接通气源确定导轨通气良好，然后调节导轨的调平螺钉，使滑块在导轨上保持不动或稍微左右摆动。
②细调: 设置计数器在S2功能，给滑块一个适当的初速度，观察滑块经过前后光电门的时间t1，t2，仔细调节调平螺钉，使t1 略小于t2即可。
实验二：1、打开MUJ-6B电脑通用计数器，选择加速度功能，设置挡光片宽度值2、安置光电门A和B，取S=|X B-X A|=50.0cm，在滑块上安装挡光片和小钩套，打开气源，调整导轨水平3、利用小滑块，配重块4块，砝码1只，砝码盘等附件验证a1/M的关系4、利用小滑块，配重块4块，砝码5只，砝码盘等附件验证F a的关系预习中遇到的问题及思考：1、在实验中如何调节导轨水平？答：先进行粗调，在导轨中部相隔50cm放置两个光电门，接通气源确定导轨通气良好，然后调节导轨的调平螺钉，使滑块在导轨上保持不动或稍微左右摆动。
气垫导轨物理实验报告
气垫导轨物理实验报告气垫导轨物理实验报告引言：气垫导轨是一种利用气体动力学原理实现物体悬浮并运动的装置。
本次实验旨在通过构建一个简单的气垫导轨系统，探究其运动特性和影响因素，并分析实验结果。
实验装置和步骤：实验装置由一条长约1米的导轨、一个小车、气垫装置和控制系统组成。
实验步骤如下：首先，将导轨平放在实验台上，并确保其表面光滑无瑕疵。
然后，将小车放置在导轨上，并确保其与导轨接触面光滑。
接下来，打开气垫装置，使其产生足够的气压，将小车悬浮在导轨上。
最后，通过控制系统控制小车的运动。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了以下现象和结果：1. 悬浮高度与气压关系：通过改变气垫装置的气压，我们发现小车的悬浮高度会随之变化。
当气压增加时，小车的悬浮高度也会增加，反之亦然。
这说明气压是控制小车悬浮高度的重要因素。
2. 悬浮稳定性与导轨表面光滑度关系：我们发现，导轨表面的光滑度对悬浮稳定性有着重要影响。
当导轨表面光滑度较高时，小车的悬浮稳定性也较高，反之亦然。
这说明导轨表面的光滑度对于保持小车的平稳悬浮至关重要。
3. 小车运动的摩擦力：在实验过程中，我们观察到小车在运动过程中会受到一定的摩擦力的影响。
摩擦力的大小与导轨表面的光滑度以及小车与导轨接触面的材质有关。
通过改变导轨表面的光滑度和小车与导轨接触面的材质，我们可以调节小车的摩擦力，从而影响其运动速度和加速度。
4. 小车的运动轨迹：我们通过控制系统控制小车的运动，观察到小车在导轨上呈现出直线运动、曲线运动以及加速和减速等特点。
这说明通过改变控制系统的参数，我们可以实现对小车运动的精确控制。
讨论和结论：通过本次实验，我们深入了解了气垫导轨的运动特性和影响因素。
实验结果表明，气垫导轨的悬浮高度受气压控制，悬浮稳定性受导轨表面光滑度影响，小车的运动受摩擦力和控制系统参数的影响。
这些结果对于气垫导轨的设计和应用具有重要意义。
然而，本次实验仅仅是对气垫导轨的基础特性进行了初步探究，还有许多问题需要进一步研究和实验验证。
气轨上的实验
7.滑行器:用铝合金制成,在滑行器上方的T型槽中可安装不同尺寸的挡光片,在滑行器两侧的T型槽中可加装不同质量的砝码.滑行器两端可以安装弹射器或搭扣.
8.底座:用来固定导轨并防止导轨变形.
9.光电门支架:为单侧上下双层结构,可安装在导轨的任意位置处.
表4.1-1合外力一定时物体加速度与质量成反比数据表
m1=kgm2=kgm´=kg,F=Ns=m
次数
总质量
经过两个光电门的速度v(cm/s)
a΄
(cm/s2)
Fˊ=Maˊ
(N)
1
m1+m2+m´
v1
v2
2
m1+m2+2m´
v1
v2
3
m1+m2+3m´
v1
v2
表4.1-2物体质量一定时合外力与加速度成反比数据表
此类挡光片与计数器的“S2”功能配合使用.若选定的单位是时间,则屏上显示的是两次挡光的时间间隔Δt.挡光片的前后挡光条同侧边沿之间的距离为Δl,实验中有宽度为1.00cm、3.00cm、5.00cm、10.00cm的宽度的挡光片供选择.若选定的单位是速度,则计数器还可自动算出滑行器通过光图4-4
电门的平均速度v=Δl/Δt,并显示出来.
取数键(停止/读数键):按下此键可读出前几次实验中存入的:计时“S1”、计时“S2”、加速度“a”、碰撞“col”、周期“T”、和重力加速度“g”的实验值.当显示“E×”,提示将显示存入的第×次实验值.在显示过程中,按下功能/复位键,会清除已存入的数据.
电源开关:MUJ-6B电脑通用计数器的电源开关在后面板上.
功能键(功能/复位键):用于十种功能的选择和取消,显示数据复位. 功能复位:在按键之前,如果光电门遮过光,按下此键,则显示屏清“0”,功能复位. 功能选择:功能复位以后,按下此键仪器将选择新的功能.若按住此键不放,可循环选择功能,至你所需的功能灯亮时,放开此键即可.
中南大学物理实验报告doc
中南大学物理实验报告图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看图片已关闭显示，点此查看附一逻辑无环流系统实验报告一、实验目的：1）熟悉和掌握逻辑无环流可逆调速系统的调试方法和步骤；2）通过实验，分析和研究系统的动、静态特性，并研究调节的参数对动态品质的影响； 3）通过实验，提高自身实际操作技能，培养分析和解决问题的能力。
二、实验内容：各控制单元调试；整定电流反馈系数β，转速反馈系数α，整定电流保护动作值；测定开环机械特性及高、低时速的静特性n?f(Id)；闭环控制特性n?f(Id)的测定；改变调节器参数，观察、记录电流和速度走动、制动时的动态波形。
三、实验调节步骤：1 双闭环可逆调速系统调试原则：①先单元，后系统；②先开环，后闭环；③先内环，后外环④先单向，后双向。
2 系统开环调试系统开环调试整定：定相分析：定相目的是根据各相晶闸管在各自的导电范围，触发器能给出触发脉冲，也就是确定触发器的同步电压与其对应的主回路电压之间的正确相位关系，因此必须根据触发器结构原理，主变压器的接线组别来确定同步变压器的接线组别。
Α=90°的整定制定移相特性带动电机整定α和β 3 系统的单元调试ASR、ACR和反相器的调零、限幅等逻辑单元的转矩特性和零电流检测的调试 4 电流闭环调试 5 转速闭环调试四、触发器的整定先将DJK02的触发脉冲指示开关拨至窄脉冲位置，合DJK02中的电源开关，用示波器观察A相、B相、C相的三相锯齿波，分别调节所对应的斜率调节器，使三相锯齿波的斜率一致。
观察DJK02中VT1~VT6孔的六个双窄脉冲，使间隔均匀，相位间隔60度。
触发器移相控制特性的整定；V时，??如图6-1所示，系统要求当U90?，电机应停止不动。
因此要调 ct?0整偏移电阻Up，使??90?。
图片已关闭显示，点此查看图6-2-1触发器移相控制特性测得当?时所对应的值?，该值将作为整定ACR输U?????30?ctmmin出最大正限幅值的依据；测得当时所对应的值?，U????150?(????30?)minctm该值将作为整定ACR输出最大负限幅值的依据。
气轨上的实验——速度、加速度的测量及牛顿第二定律的验证
中国石油大学现代远程教育课程实验报告所属教学站：姓名：学号：年级专业层次：学期：实验时间：实验名称：气轨上的实验——速度、加速度的测量及牛顿第二定律的验证小组合作：是○否○小组成员：1、实验目的：2、实验设备及材料：3、实验原理：4、实验内容及数据：5．实验数据处理过程：质量不变时加速度与外力成正比的数据记录：2/m kg 次数/t s∆11/v ms-2/t s∆12/v ms-2/a ms-2/a ms--2/lia ms-1 0.10 0.1 0.05 0.2 0.015 0.0142 0.01442 0.11 0.09 0.051 0.19 0.015 0.01423 0.11 0.09 0.052 0.19 0.014 0.01424 0.10 0.1 0.051 0.19 0.013 0.01425 0.11 0.09 0.052 0.19 0.014 0.01421 0.12 0.125 0.040 0.33 0.027 0.027 0.0292 0.12 0.125 0.040 0.33 0.0273 0.12 0.125 0.040 0.33 0.0274 0.12 0.125 0.040 0.33 0.027第一种情况a -=0.0142 li a =0.0144 σ实=4.14728827066554E-030.()()2233实理实理σσ+≤-a a0.0142<=0.0158 所以理论正确第二种 a -=0.027 li a =0.029 σ实=9.14728827066554E-030 |0.027-0.029|=0.002<0.0124第三种情况a -=0.077 li a =0.075 σ实=1.14728827066554E-020 0.002<0.0210所以理论正确物体所受外力不变时，加速度与质量成反比的数据记录表：6．实验结果的评定及分析：7．问题讨论：问答题答案：1.指的是滑块的质量不变调节气轨水平后，将一定质量的砝码盘通过涤纶带经气轨滑轮与滑块相连。
高中物理实验- 气轨上简谐运动和阻尼振动的研究
您所在的位置为:爱学啦 > 高中物理 > 高中物理讲解 > 正文阅读高中物理实验--气轨上简谐振动和阻尼振动的研究目的：1 ．观察简谐振动现象，测定简谐振动的周期；2 ．证明简谐振动周期只与振动系统特性有关，而与初始条件无关；3 ．学习测量表征阻尼振动特性参量的实验方法；4 ．学习使用气垫导轨和计时仪器。
内容：1 ．直接测定滑块振动的周期。
2 ．观测滑块振动周期随 m 和 k 的变化。
3 ．间接测定滑块的振动周期。
4 ．用半衰期法测阻尼振动的特性参量。
主要仪器：气垫导轨、滑块、附加质量、弹簧、光电门、数字毫秒计。
原理:如图 7-1 所示，在水平气垫导轨上的滑块的两端联接两根相同的弹簧，两弹簧的另一端分别固定在气轨的两端点。
选取水平向右的方向作X 轴的正方向，又设两根弹簧的倔强系数均为k ，就是说，使弹簧伸长一段距离x 时，需加的外力为kx 。
在质量为m 的滑块位于平衡位置O 时，两个弹簧的伸长量相同，所以滑块所受的合外力为零。
当把滑块从O 点向右移距离x 时，左边的弹簧被拉长，它的收缩力达到kx ，右边的弹簧被压缩，它的膨胀力达到kx ，结果滑块受到一个方向向左、大小为 2 kx 的弹性力F 作用。
考虑到弹性力F 的方向指向平衡位置O ，且跟位移x 的方向相反，故有（7-1 ）如果上述两根弹簧的倔强系数不相同，而分别为k 1 和k 2 ，显然，这时式（7-1 ）中的2 k应换为。
于是有（7-2 ）在弹性力F 的作用下，滑块要发生运动。
按照牛顿第二定律（ma = F ），可得令则有（7-3 ）可见，位移x 必定是一个满足式（7-3 ）的时间函数。
不难用直接代入法证明：（7-4 ）式（7-4 ）表明，滑块的运动是简谐运动。
其中x 0 称为振幅，表示滑块运动的最大位移；是的缩写，称为圆频率，只跟运动系统的特性k 1 、k 2 和m 有关；称为初位相。
从式（7-4 ）还看出，每增加时，滑块的运动经过一周后回到原处（即由）。
气轨上的物理实验
（3）测量滑块运动的加速度
在实验中使用的毫秒计只能从0时刻开始计时，运动方程为：
vv0 at
s
v0t
1 2
at
2
v2 v02 2as
实验时，让滑块由导轨最高端（或某一固定位置）静
止自由下滑，即可测得不同位置S0 , S1,S2,．．．．．处 各自相应的速度和加速度值，如图所示。
四、实验内容与操作步骤
三、实验原理
（1）验证动量守恒定律
动量守恒定律有
m 1 v 1 0 m 2 v 2 0 m 1 v 1 m 2 v 2
A: 弹性碰撞:弹性碰撞的特点是碰撞前后系统的动量守恒，机械能也守恒 。
1 2m 1v1 2 01 2m 2v2 2 01 2m 1v1 21 2m 2v2 2
B: 完全非弹性碰撞 :如果两个滑块碰撞后一起以相同的速度运动而不分开， 就称为完全非弹性碰撞。碰撞前后系统的动量守恒，但机械能不守恒。
7.不做实验时,导轨上不准放滑行器和其它东西。
六、思考与讨论
1．用平均速度代替瞬时速度的依据是什么？必须保证 哪些实验条件？
2．如果没有天平，我们是否能用气轨与存储式数字毫 秒计来测出物体质量？简述其步骤。
3．如果滑块在运动中受到一定的阻力作用，那么实验 测得的加速度是否为滑块真实的加速度（在误差范围 内）？为什么？
我们只能取很小的及相应的用其平均速度来代替瞬时速度即2测量滑块运动的瞬时速度3测量滑块运动的加速度在实验中使用的毫秒计只能从0时刻开始计时运动方程为
气垫导轨上的物理实验
内容介绍
实验仪器简介 实验目的 实验原理 实验内容与操作步骤 注意事项 思考与讨论
一、实验仪器简介
气垫导轨由导轨、滑行器及有关实验附件组成。利用小型 气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由导轨表面上的小 孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气 垫层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能 在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了由于摩 擦力引起的误差。
《大学物理实验》2-04 气轨上的实验
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1.导轨。 导轨（如图 1 所示）是一根固定在钢架上的三角形金属空腔管，在空腔管的侧面钻有 数排等距离的小孔。空腔管的一端封闭，另一端通过塑料管与气泵相连。气泵将压缩空气 送入空腔管后，再从小孔高速喷出。在导轨上安放滑块，在滑块的上下部间便形成了一定 的压力差，这个压力差超过滑块本身的自重时，滑块便浮起；在导轨下装有调节水平用的 底脚螺丝和用于测量光电门位置的标尺。 2．滑块 滑块由角铁制成，其内表面可以与导轨的两个侧面密合。当气流从导轨上的小孔中高 速喷出时，在滑块和导轨(图 2 所示)之间形成很薄的空气层，使滑 块悬浮在导轨上，一般气膜厚度大约 10 ～ 200 微米之间，故此 滑块可以在导轨上近似无摩擦的直线运动。滑块中部的上方水平 安装着挡光片，与光电门和计数器相配合，测量滑块经过光电门 的时间或速度。滑块上还可以安装配重块（用以改变滑块的质量）、 弹性碰撞器（弹簧）、非弹性碰撞器（像皮泥）等配件，用于完成 不同的实验。 3. 气垫导轨的调平 将气垫导轨放置在实验桌上，接通并开启气源，将一滑块放置 在导轨的中点及距离两端 1/2 处。调节气垫导轨的高度调节旋钮，使旋钮的上边缘处于高 度标尺 0 处，调节横向水平调节旋钮，使滑块基本静止在气轨中部或作不定向的游动。 注意在调节横向水平调节旋钮时，尽量使导轨横向水平，一般实验中可通过目测，使导轨 横向水平。 4. 气垫导轨滑轮的使用 将滑轮组件上有圆缺口朝上，铜杆插入气垫导轨一端的发射架上的孔内，通过目测旋 转滑轮使滑轮垂直向下，然后旋紧发射架上的紧固螺丝旋钮，固定滑轮组件。 用一根细线（长度根据实验要求）一端穿过滑块上部两端的连接片上的小孔并打结（活 结），另一端和法码盘连接，将细线跨过已安装在气垫导轨上的滑轮槽内，当接通电源时， 浮起的滑块即在外力（法码盘）的作用下运动。 5. 遮光片的选用 遮光片有两种形式，即无槽的 S1 型和有槽的 S2 型。遮光片安装在滑块上，遮光片 的槽口应放入滑块的顶部，再用螺丝旋钮旋紧固定。遮光片要经过光电门中间（图 3）。应 当注意，选用的遮光片的形式应与数字测时器功能的选择一致。 6. 发射架－用来获得滑块的基本相同的初速度 7. 碰撞弹簧的修整 滑块两端的弹簧与气轨端座的弹簧碰撞必须呈对心碰撞。如果 碰撞偏斜，滑块运动时就会左右摇摆，造成能量损失，产生较大 的实验误差。气垫导轨采用低噪声气源与其配套，将气源的软管 与气垫导轨的进气接口接上，启动气源，气轨表面的小孔即能喷气，在一般情况下，这样 即能使用。 （三）光电测量系统
气轨导轨上的实验物理实验
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）、标卡尺（0.02mm ）、钢卷尺（2m ）。
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，使时间的测量精度大3xv t∆=∆x t ∆∆4过1s 、s 离s ∆a =速度和加速度的计算程序已编入到电脑计数器中，试演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 hF mg mg Lθ==。
假定牛顿第二定律成立，有h mgma L =理论，ha 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h mg f ma L -=，()hf 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。
中南大学物理实验竞赛报告
物理实验竞赛实验设计报告三线扭摆法测量圆环转动惯量实验的改进用三线摆测量转动惯童实脸中，一般采用直接观察三线摆下圆盘的振动来测量周期，这样测量有以下两条弊病:1.下圆盘扭转的角度不易确定。
2.做为计时起止点的平衡位置不易看准。
由此带来的误差较大，且计时不方便。
所以我们采用了利用激光器与镜面投影，找到5度的位置，使之摆动角度可以精确到5度以内，减少误差。
然后我们在转动惯量实验中利用光电门和MUJ-6B电脑通用计数器,在不改变悬盘形状与质量分布的前提下,采用非接触式测量,可以更准确地测量摆盘的摆动周期。
这样我们克服了前述二条弊病，使实验精度有所提高。
二.改进原理简述1.转动惯量测量公式与摆角的关系基本仪器设施：三线摆台架，待测金属圆环，游标卡尺，米尺，激光器，光电门，MUJ-6B电脑通用计数器，水准仪，自制纸质挡屏，机械秒表，小立镜。
主要仪器用途介绍：1.小立镜：用于反射激光至挡屏，观察扭摆角度，方向垂直于激光方向摆放。
2.MUJ-6B电脑通用计数器：用于记录周期。
其精度可以达到0.1ms级别，可以有效提高实验的精度。
在计算周期的时候，将功能键调整到周期一档，然后通过长按转换键，调整需要记录的周期数。
3.激光器:在将激光器通过水准仪调平之后，使光线水平发射到小立镜处反射到挡屏。
4.光电门：配合MUJ-6B电脑通用计数器记录每次挡光小纸片经过光电门的时间间隔。
5. 自制纸质挡屏：挡屏朝向三线摆仪的面与圆盘中心的距离为一米，然后通过找5度的角度找到挡屏上对应的点，并在位置处画线以示标记。
具体的实验仪器组合为：1.按照普通方法测量周期等物理量。
2.通过借用米尺，使三条摆线等长，然后将水准仪放到圆盘上，通过调整底座，使水准仪的气泡处于中间位置。
2.在三线摆下圆盘上放置宽l厘米、高3厘米的矩形玻璃小镜。
让小镜的竖直中心轴与三线摆扭转轴重合。
距小镜一定距离处放置一长度45厘米、宽20厘米的挡屏(硬纸板盒)，挡屏正面正对镜面，屏背面放置一激光源，在屏正中间开一窄缝，使激光束能通过窄缝照在小镜上，从小镜面反射的光束照在屏上，屏上窄缝两侧画有对称线，对称线根据小镜的距离所画。
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。
实验报告NO.1在气轨上研究瞬时速度
No.1
实验名称：在气轨上研究瞬时速度
实验目的：
实验仪器：气轨，滑块，光电计时器，不同宽度的U型挡光片，不同厚度的垫块，游标卡尺。
实验原理：
实验操作步骤：1、调节气轨水平。
并确定P、A点的位置。
2、将有螺丝一端的气轨抬起，并将标准垫块放在下面。
3、将光电门固定于A点，测定具有不同的δS的挡光片自P
点由静止开始自由下滑，经过光电门时，从A点开始在δS
,区域内的平均速度v,作v-δt图，将图线线性外推以求得v
a。
并用线性回归求v
a
4、改变气轨倾斜角度，并重复实验。
5、改变A与P的距离，并重复实验。
数据处理：β1和L1的数据
β2和L2的数据
β3和L3的数据（
结果分析：。
气轨碰撞实验报告
一、实验目的1. 理解和掌握碰撞的基本原理和规律。
2. 学习使用气垫导轨和碰撞传感器进行实验操作。
3. 验证动量守恒定律和能量守恒定律在碰撞过程中的应用。
二、实验原理在碰撞过程中，系统的总动量保持不变，即动量守恒定律；同时，系统的总能量在碰撞过程中保持不变，即能量守恒定律。
本实验通过测量碰撞前后滑块的速度和位移，验证这两个定律。
三、实验仪器1. 气垫导轨2. 滑块3. 碰撞传感器4. 计算器5. 数据采集软件四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置，确保导轨的稳定性。
2. 将滑块放置在气垫导轨的一端，调整碰撞传感器位置，确保其与滑块碰撞后能够准确记录数据。
3. 开启数据采集软件，设置好采样频率和采集时间。
4. 将滑块放置在气垫导轨的一端，启动数据采集软件，松开滑块，使其在气垫导轨上自由运动。
5. 观察并记录滑块碰撞前的速度和碰撞后的速度。
6. 重复实验步骤，记录多次碰撞数据。
五、实验数据及处理1. 记录每次实验中滑块的碰撞前速度和碰撞后速度。
2. 计算每次实验中滑块的动量变化和能量变化。
3. 对实验数据进行统计分析，求出平均动量变化和平均能量变化。
六、实验结果与分析1. 实验结果显示，滑块的动量变化在碰撞过程中基本保持不变，符合动量守恒定律。
2. 实验结果显示，滑块的能量变化在碰撞过程中基本保持不变，符合能量守恒定律。
3. 分析实验数据，发现碰撞过程中滑块的速度和位移之间存在一定的关系，可以推导出碰撞过程中滑块的加速度和位移之间的关系。
七、实验结论1. 通过本实验，验证了动量守恒定律和能量守恒定律在碰撞过程中的应用。
2. 实验结果表明，在碰撞过程中，滑块的动量和能量基本保持不变。
3. 本实验为碰撞理论的研究提供了实验依据，有助于加深对碰撞现象的理解。
八、实验讨论1. 在实验过程中，碰撞传感器的安装位置和滑块的初始速度对实验结果有一定影响，需要严格控制实验条件。
2. 实验过程中，气垫导轨的摩擦力对滑块的运动速度有一定影响，但在实验误差范围内，可以忽略不计。
实验5-8 气轨上的实验 - 精品课程信息中心
实验5－8 气轨上的实验—验证牛顿第二定律实验讲义单位：物理实验中心教师姓名：王殿生实验5－8 气轨上的实验—速度、加速度的测定及牛顿第二定律的验证（一）教学基本要求1. 学会利用光电系统测量速度、加速度的方法。
2. 掌握验证公式的直接计算法和作图法。
3. 学会如何判断理论和实验结果是否相符。
4. 练习仪器水平的调节方法。
5. 体会保证实验条件减小系统误差和用短时间内的平均速度作瞬时速度的方法。
6. 巩固估算直接测量量和间接测量量的不确定度。
（二）讲课提纲1．重点训练的基本方法与技能（1）实验方法：验证物理公式的实验方法。
（2）测量方法：用光电控制系统测量速度和加速度方法。
（3）数据处理方法：判断理论和实验是否相符的方法。
（4）仪器调整使用方法：调节气垫导轨水平的方法；光电计时系统的调整使用方法。
（5）消除系统误差方法：滑块在气轨上运动阻力所引起系统误差的消除方法。
2．验证性实验：确定理论假说、公式的正确性以及其实用范围；加深对物理现象和物理规律的理解。
3．验证物理公式的实验方法：直接计算法验证，作图法验证，逐差法验证。
4．判断理论关系与实验是否相符：（1）计算理论值理a 和实验值实a ；（2）计算理论值理a 的不确定度和实验值实a 的不确定度；（3）比较实理a a -及()()2233理实σσ+的大小；实理a a -＜()()2233理实σσ+理论关系与实验相符，否则不相符。
5．实验注意事项（1）气轨是较精密仪器，实验中必须避免导轨受碰撞、摩擦而变形、损伤，没有给气轨通气时，不准在导轨上强行推动滑块。
（2）实验时滑块的速度不能太大，以免在与导轨两端缓冲弹簧碰撞后跌落而使滑块受损。
（3）实验中滑块由静止释放，应防止砝码盘摆动且滑块最好在同一位置处释放，这样便于检查数据的正确性。
（4）每次实验中要保证细绳在滑轮上，细绳长度要合适，太长则砝码可能在通过第二个光电门之前就落地了。
（5）注意调节毫秒计的延时时间，使之小于滑块在两光电门间的运动时间。
大学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒
⼤学物理仿真实验报告——碰撞与动量守恒⼤学物理仿真实验实验报告碰撞和动量守恒班级：信息1401 姓名：龚顺学号：201401010127【实验⽬的】：1 了解⽓垫导轨的原理，会使⽤⽓垫导轨和数字毫秒计进⾏试验。
2 进⼀步加深对动量守恒定律的理解，理解动能守恒和动量守恒的守恒条件。
【实验原理】当⼀个系统所受和外⼒为零时，系统的总动量守恒，即有若参加对⼼碰撞的两个物体的质量分别为m1和m2 ，碰撞前后的速度分别为V10、V20和V1 、V2。
1，完全弹性碰撞在完全弹性碰撞中，动量和能量均守恒，故有：取V20=0，联⽴以上两式有：动量损失率：动能损失率：2，完全⾮弹性碰撞碰撞后两物体粘在⼀起，具有相同的速度，即有：仍然取V20=0，则有：动能损失率：动量损失率：3，⼀般⾮弹性碰撞中⼀般⾮弹性碰撞中，两物体在碰撞后，系统有部分动能损失，定义恢复系数：两物体碰撞后的分离速度⽐两物体碰撞前的接近速度即恢复系数。
当V20=0时有：e的⼤⼩取决于碰撞物体的材料，其值在0~1之间。
它的⼤⼩决定了动能损失的⼤⼩。
当e=1时，为完全弹性碰撞；e=0时，为完全⾮弹性碰撞；0动能损失：【实验仪器】本实验主要仪器有⽓轨、⽓源、滑块、挡光⽚、光电门、游标卡尺、⽶尺和光电计时装置等【实验内容】⼀、⽓垫导轨调平及数字毫秒计的使⽤1、⽓垫导轨调平打开⽓源，放上滑块，观察滑块与轨⾯两侧的间隙纵向⽔平调节双⽀脚螺丝，横向⽔平调节单⽀脚，直到滑块在任何位置均保持不动，或做极缓慢的来回滑动为⽌。
动态法调平，滑块上装挡光⽚，使滑块以缓慢速度先后通过两个相距60cm的光电门，如果滑块通过两光电门的时间差⼩于1ms，便可认为轨道已经调平。
本实验采⽤动态调节。
2、数字毫秒计的使⽤使⽤U型挡光⽚，计算⽅式选择B档。
⼆滑块上分别装上弹簧圈碰撞器。
将⼩滑块m2置于两个相距40cm的光电门之间，使其静⽌，使⼤滑块m1以速度V10去碰撞m2，从计时器上读出碰撞前后通过S距离所⽤的时间t10，t1，t2.记录数据。
实验2 在气轨上研究瞬时速度(实验相关)
实验2 在气轨上研究瞬时速度［目的要求］1．用极限法测定瞬时速度；2．深入了解平均速度和瞬时速度的关系；3．用作图法（外推）和最小二乘法处理数据。
[实验装置]实验的整个装置可分为四部分：导轨、滑块、气泵和光电测量系统。
1．导轨气垫导轨的结构和零部件如图4-9-4所示。
图4-9-4导轨是由一根长约1.5m或2 m的三角形铝合金制成，两个轨面互成直角，轨面宽约8×10-2m，表面经过精细刮研，故平整光滑，轨面上有均匀分布的直径为0.6×10-3m的两排喷气小孔。
导轨一端用堵头封死并设置一气垫滑轮或小质量的塑料滑轮；另一端装有进气口，从进气口进入的压缩空气可以从导轨表面的小孔及气垫滑轮的小孔中喷出，在滑块与导轨之间形成气垫。
（如果是气垫滑轮，则滑轮旁还装有一调气阀门螺丝以控制滑轮上小孔的喷气量）为了避免碰伤，导轨两端内侧及滑块两端均装有缓冲弹簧。
整个导轨通过两排调节螺钉安装在底座上。
底座下部两端装有支脚螺钉，其间距为 1.140m。
利用单腿支脚螺钉上的旋钮可调节导轨的纵向水平，双腿支脚螺钉上的旋钮可调节导轨的横向水平。
导轨的一侧装有读数标尺，其长度为1.5m或2m用来指示光电门的间距和滑块的位置。
2．滑块滑块是在气轨上运动的物体，每套装置配有长度为120mm和240mm的两个滑块，如图4-9-5所示，它也由铝合金制成，其下部截面呈“∧”形，内表面也经过精细加工，平整光滑，与导轨表面能较精确地吻合，保证导轨与滑块之间能形成稳定的“气膜”。
滑块上可加遮光片、加重砝码、缓冲弹簧等附件，以满足各种不同的图4-9-5实验要求。
3．气泵本实验采用DC-错误!未找到引用源。
型微音洁净气泵作为气垫导轨的专用气源，该气泵体积小，移动方便；一台气泵可同时给2~3台导轨供气，若温度升高，则不宜长时间连续使用。
当接通电源（交流220V）时即有气流输出，使用时要严禁将进气口或出气口堵塞，否则烧毁电机。
3．气垫导轨使用的注意事项导轨表面和与其接触的滑块内表面都是经过精密加工的，两者配套使用，不得随便更换。