1、了解气垫技术和光电计时技术的技术原理，通过掌握气垫导轨和精密计时转速表的使用，了解气垫技术和光电计时技术的技术原理，了解气垫技术和光电计时技术的技术原理掌握使用气垫导轨和精密计时转速计的光电计时技术。 原理，掌握气垫导轨和计时测速仪的使用。 使用方法。 使用方法。 2.测量滑块的加速度并验证牛顿第二定律。 测量滑块的加速度并验证牛顿第二定律。 测量滑块的加速度并验证牛顿第二定律。 气垫导轨及配件，气垫导轨及配件，气垫导轨及配件，MUJ-5BMUJ-5BMUJ-5B型计时计数转速表，电子天平式计时计数转速表，电子天平式计时计数转速表，电子天平111、测速、测速、测速 宽度为ΔΔ的遮光片（图中的遮光片）（图中的遮光片） (图111))垂直安装在滑块上，滑块沿气垫导轨移动。当在气垫导轨上移动时，滑块)垂直安装在滑块上，并随滑块在气垫导轨上移动。 滑块）垂直安装在滑块上，并随滑块在气垫导轨上移动。 当挡光器通过光电门时，测量速度。 车速表测量遮光时间。 当光片通过光电门时，速度计测量遮光时间。 当光片通过光电门时，速度计测量遮光时间ΔΔttt。 然后瞬时速度：，然后瞬时速度：，然后根据实际宽度设置瞬时速度：lim00，速度表自动计算并显示速度。 根据实际宽度设定，速度由车速表自动计算并显示。
根据实际宽度设定，速度由车速表自动计算并显示。 222.加速度测量，加速度测量，加速度测量。 光栅通过滑块穿过光电门。 光栅通过滑块穿过光电门。 光栅与滑块一起穿过光电门11和22。 测量挡光片穿过两个光电门时测得的一个光电门的遮光时间 测得遮光片穿过两个光电门时测得的一个光电门的遮光时间 遮光时间 11 运动到门 运动到门 运动到门 22 运动时间 tt 运动时间，转速表自动按（，转速表自动按（，转速表根据（222）式自动计算并显示）公式计算并显示）公式计算并显示加速度 显示加速度 显示加速度 aa333、牛顿第二定律验证法、牛顿第二定律验证法、牛顿第二定律验证法组成的系统中，当忽略阻力时，有： 在由：当忽略阻力时，有： 当忽略时，有：，则有，则有，则有关系 保持不变，变化不变，变化不变，变化FF，措施aaa，可验证，可验证，可验证的aa； 关系； 关系； FF不变，变化不变，变化不变，变化MM，衡量aaa，可验证，可验证，可验证aa关系。 关系。 关系。 1、气垫导轨的水平调整气垫导轨的水平调整可分为静态调平法或动态调平法。 采用静态调平方法：接通气源后，将滑块放置在气垫导轨上，可以采用静态调平方法，也可以采用动态调平方法。
采用静态调平方法：接通气源后，将滑块放置在气垫导轨上，可以采用静态调平方法，也可以采用动态调平方法。 采用静态调平方法：打开气源后，释放仍在气垫导轨中间的滑块，观察滑块的运动情况，根据运动方向判断并调整导轨调平螺钉，重复过程中，仍然松开，观察滑块的运动情况。 根据移动方向判断并调整导轨调平螺钉。 重复该过程，直到滑块静止并在中间释放。 观察滑块的移动情况。 根据移动方向判断并调整导轨调平螺钉。 重复此过程，直至释放后滑块保持不动或轻微左右摆动。 。 释放后让滑块保持静止或左右轻微摆动。 释放后让滑块保持静止或左右轻微摆动。 2. 练习测量速度和加速度。 练习测量速度和加速度。 练习测量速度和加速度。 3.验证牛顿第二定律 验证牛顿第二定律 验证牛顿第二定律 (111) 验证当质量保持恒定时，加速度与净外力成正比。 ) 验证当质量保持恒定时，加速度与净外力成正比。 ) 验证当质量保持恒定时，加速度与净外力成正比。 使用电子天平称量滑块的质量。 使用电子天平称量滑块的质量。 使用电子天平称量滑块的质量。 使用电子天平称量滑块的质量。 如上图所示组装。 在车速表上选择“加速度”。 显示装配，在转速表上选择“加速”，如上图所示装配，在转速表上选择“加速”功能，功能，功能，所有44个重量都会放在滑块上，将滑块移离滑轮释放一端，通过两个光电门，记录并添加一个重量，全部放在滑块上。 将滑块移离滑轮。 松开一端，通过两个光电门，记录并添加一个重量，全部放在滑块上。 将滑块移动到远离滑轮的一端松开，穿过两个光电门，记录加速度aaa。
重复测量。 重复测量。 重复测量 44 次。 再次向上移动滑块。 再次向上移动滑块。 然后分四次将滑块上的 44 个重物从滑块移到重量盘上。 重复相同的重量并将其从滑块移至重量盘四次。 重复将重量从滑块转移至重量盘四次。 将滑块向上移动至重量盘并重复上述步骤。 以上步骤。 以上步骤。 (222) 验证当总外力不变时，加速度与质量成反比。 ）验证当净外力不变时，加速度与质量成反比。 ）验证当净外力不变时，加速度与质量成反比。 将重物放在重量盘上（即在重量盘上放置重物（即在重量盘上放置重物（即）），让滑块从静止状态通过两个光电门，记录加速度，并让滑块从静止状态通过两个光电门，记录加速度 让滑块从静止状态通过两个光电门，记录加速度aaa 重复测量，重复测量，重复测量44次。然后将四个配重块依次添加到滑块上。重复上述步骤。次。然后将四个配重块一一添加到滑块上。重复上述步骤。次。然后添加四个配重块111、从数据记录表，从数据记录表，从数据记录表 111，可以得到，可以得到，可以得出 aa 和 以及 FF 之间的关系如下： 关系如下： 关系如下： 实际总质量 实际总质量 实际总质量 M= (gcm/s(gcm/s(gcm/.7328.7328) .7328.73986.7756.7756.7756..3085.3085.3085..91113.91113.91113..08143.08143.08143.08a-Fa-Fa-F 图中直线的斜率的倒数就是总质量牛顿第二定律实验，即倒数图中直线斜率的倒数就是总质量，即图中直线斜率的倒数就是总质量，即1/0.058=172.41/0.058=172.41/0.058= 172.4克，实际值克，实际值克，实际值M=164.8M=164.8M=164.8 克数相对误差： 克数相对误差： 克数相对误差：=4.6%=4.6%=4.6% 222、通过数据记录表牛顿第二定律实验，通过数据记录表，通过数据记录表 222，可以得到，可以得到，可以得到，aa 和 与 MM 的关系如下： 关系如下：关系如下： 实际总外力 实际总外力 实际总外力 gg=9800=9800=.8149.8149.80....6562.6562.6562.65199.8199.8199.80....3247.3247.3247.32249.8249.8249。 8 0..00400 0.00400 38.2838.28 38.28 38.28 299.8 299.8 299 .8 0..00334 0.00334 31.4731.47 31.47 31.47 349.8 349.8 349.8 0..0 0286 0.00286 27.1827.18 27.18 27.18 a-1/M a-1/M a -1/M 图中直线的斜率就是总外力，即图中直线的斜率就是总外力，即图中直线的斜率是总外力，即 9342 22 gcm ，与实际值，与实际值，与实际值的相对误差 F=/s F=/s F=/s 22： 相对误差：相对误差： 9800 9800 9342 9342 9342 =-4.7%= -4.7% =-4.7%： 数据处理得到： 数据处理得到： 数据处理得到： aF aF aF 图，a-1/Ma-1 /M a-1/M 图，拟合直线近似通过原点 ，在相对图中，拟合直线近似通过原点 ，在相对图中，拟合直线近似通过原点，且相对误差较小。 可以认为：在误差范围内，实验符合牛顿第二定律，即加速度和之外的误差很小。 可以认为：在误差范围内，实验符合牛顿第二定律。 即加速度与总和之外的误差较小。 可以认为：在误差范围内，实验符合牛顿第二定律。 即加速度与净外力成正比，与质量的倒数成正比（即与质量成反比）。 力成正比，并且与质量的倒数成正比（即与质量成反比）。 力成正比，并且与质量的倒数成正比（即与质量成反比）。 。