力学实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》(2)

2020-04-17 18:58

2、注意事项

气轨表面的平直度、光洁度要求很高,为了确保仪器精度,决不允许其它东西碰、划伤导轨表面,要防止碰倒光电门损坏轨面。未通气时,不允许将滑块在导轨上来回滑动。实验结束后应将滑块从导轨上取下。

滑块的内表面经过仔细加工,并与轨面紧密配合,两者是配套使用的,因此绝对不可将滑块与别的组调换。实验中必须轻拿轻放,严防碰伤变形。拿滑块时,不要拿在挡光片上,以防滑块掉落摔坏。

气轨表面或滑块内表面必须保持清洁,如有污物,可用纱布沾少许酒精擦净。如轨面小气孔堵塞,可用直径小于 0.6mm 的细钢丝钻通。

实验结束后,应该用盖布将气轨遮好。 (二)气垫导轨的水平调节

在气垫导轨上进行实验,必须按要求先将导轨调节水平。可按下列任一种方法调平导轨。 (1)静态调节法:接通气源,使导轨通气良好,然后把装有挡光片的滑块轻轻置于导轨上。观察滑块“自由”运动情况。若导轨不水平,滑块将向较低的一边滑动。调节导轨一端的单脚螺钉,使滑块在导轨上保持不动或稍微左右摆动而无定向移动,则可认为导轨已调平。 (2)动态调节法:将两光电门分别安在导轨某两点处,两点之间相距约50cm(以指针为准)。打开光电计数器的电源开关,导轨通气后滑块以某一速度滑行。设滑块经过两光电门的时间分别为?t1和?t2。由于空气阻力的影响,对于处于水平的导轨,滑块经过第一个光电门的时间?t1总是略小于经过第二个光电门的时间?t2(即?t1〈?t2)。因此,若滑块反复在导轨上运动,只要先后经过两个光电门的时间相差很小,且后者略为增加(两者相差2%以内),就可认为导轨已调水平。否则根据实际情况调节导轨下面的单脚螺钉,反复观察,直到计算左右来回运动对应的时间差(?t2-?t1)大体相同即可。 (三)测定速度的实验原理

物体作直线运动时,平均速度为v??x,时间间隔?t或位移?x越小时,平均速度越?t接近某点的实际速度,取极限就得到某点的瞬时速度。在实验中直接用定义式来测量某点的瞬时速度是不可能的,因为当?t趋向零时?x也同时趋向零,在测量上有具体困难。但是在一定误差范围内,我们仍可取一很小的?t及其相应的?x,用其平均速度来近似地代替瞬时速度。

被研究的物体(滑块)在气垫导轨上作“无摩擦阻力”的运动,滑块上装有一个一定宽度的挡光片,当滑块经过光电门时,挡光片前沿挡光,计时仪开始计时;挡光片后沿挡光时,计时立即停止。计数器上显示出两次挡光所间隔的时间?t;?x则是两片挡光片同侧边沿之间的宽度,如图2所示。由于?x较小,相应的?t也较小。故可将?x与?t的比值看作是滑块经过光电门所在点(以指针为准)的瞬时速度。

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图2 挡光片


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