气垫导轨测重力加速度实验报告

琼州学院

学生综合性（设计性）实验报告

实验课程名称 气垫导轨测重力加速度 指导老师及职称 何仲 姓名 叶佩玲 学号 12213035 专业 物理学 班级 12物理

开课学期 至 学年 学期 上课时间 年 月 日至 年 月 日

一、实验方案

实验名称：气垫导轨测重力加速度 小组合作：是○ 否○ 实验时间： 小组成员：杨娇、叶佩玲、朱春虹、梁君 1、实验目的：1）学会使用气垫导轨和秒表 2）掌握测量速度和加速度。 2、实验设备与材料：气垫导轨、秒表、滑块 3、实验内容及注意事项： 实验原理： 物体作直线运动时，如果在△t时间间隔内，通过的位移为△x，则物体在△t的时间间隔内的平均速度V为： （1） 当△t趋近于零时，平均速度的极限值就是该时刻（或是该位置）的瞬时速度。 当滑块在气垫导轨上运动时，通过测量滑块上的档光板经过光电门的档光时间△t和测量档光板的宽度△x。即可求出滑块在△t时间内的平均速度v。由于档光板宽度比较窄，可以把平均速度近似地看成滑块通过光电门的瞬时速度。档光板愈窄，相应的△t就愈小，平均速度就更为准确地反映滑块在经过光电门位置时的瞬时速度。 在水平的气轨上的滑块，如果受到水平方向的恒力作 用，则滑块在气轨上作匀加速度运动，分别测量滑块通过 两个光电门时的初速度V1和末速度V2，并测出两个光电 门的间距S，则滑块的加速度a 为： 在水平的气轨的倾斜度调节螺丝下面，垫进垫块。使导轨倾斜，滑块在斜面上所受的合力为mgSinα 是一个常量，因此，滑块作加速度直线运动，即： （3） 式中L为导轨地脚螺丝间的距离，h为垫块的厚度。由（2）（3）两式可得：

实验方法步骤： 1，小心安装，使导轨与气源连接并通气， 调节气垫导轨水平 导轨水平状态调整是实验前的重要准备工作，可按下列方式调整导轨水平： 1) 粗调：将滑块放置于导轨上，调节支点螺旋，直至滑块在实验段内基本保持稳定即可。 2) 细调：轻轻推动滑块，给它一个适当的初速，观察经过两光电门G1 G2的时间。仔细调节单脚螺丝，使t1〈t2，且满足｜t1-t2/t1｜〈3%，就可认为导轨已基本调成水平 3）调水平后，在导轨的一端垫上一块厚1.00cm的垫块，使导轨倾斜。 4）调整光电门的位置。将光电门S1置于标尺100.00cm处，S2置于标尺的50.00cm 处，使S1 S2=50cm。 5）让滑块从导轨的高端自由滑下，测出滑块经过第一个光电门和第二个光电门的档光时间和。（用空心档光片，挡光片的宽度为。）重复测量8次，并确定滑块经过两光电门位置的速度、加速度及其不确定度。 6）把垫块换到导轨的另一端，按照步骤5再测，两次取平均值。 7）用（4）式计算重力加速度 注意事项 1）导轨表面和滑块都是经仔细加工，两者配套使用，不要随意更换。实验中严禁敲、碰、划伤破坏表面的光洁度。导轨未通入压缩气体时，不许

将滑块放在导轨上面滑动，滑块要夹装或调整档光板时，要把滑块从导轨上取下，装好后再放上去，以防挫伤表面。2）实验前，导轨表面和滑块内表面要用棉花沾少许酒精擦洗干净。实验完毕，要先取下滑块，把所有的附件放入附件盒，然后再关掉气源。 4、实验数据处理方法：平均值法 5、参考文献：《大学物理实验讲义》、《大学物理实验总集》 6、指导老师对实验设计方案的意见： 指导老师签名： 年 月 日

二、实验报告

1、实验现象、数据及结果 （1）实验现象：实验开始时，当滑块从导轨一段滑落时，分别经过两个光电门的瞬间，同时在秒表计时器中可以观察出，也分别出现不同的速度，但其加速度a是一样的，然而，分别可以观察到在导轨一端垫的后垫的厚度不同，速度，加速度也是不同的；滑块滑落的快慢也是不一样的。 （2）实验数据：L=86cm A: h=1.2cm=0.012m V1=41.15cm/s V2=54.48cm/s a=12.89cm/s2 B: h=1.9cm V1=43.31cm/s V2=62.34cm/s a=20.14cm/s2 C: h=1.9cm V1=34.58cm/s V2=57.04cm/s a=20.64cm/s2 D: h=1.8cm V1=41.17cm/s V2=61.27cm/s a=20.19cm/s2 E: h=1.8cm V1=42.8cm/s V2=61.28cm/s a=20.29cm/s2 （3）误差分析：由u=（实验值/理论值）*100%可得，

u=(9.4069/9.7)*100%=96.9% 所以该实验的误差：A=1—96.9%=4.1%，由这结果可知这误差是在误差范围内的，实验测量的结果是可以用的。而产生这些误差的原因有以下几方面：导轨的平衡度不够或者的导轨不够干净，存在摩擦；在设计导轨后垫时不够严谨和准确度不够；在读数时，速度不够快或者调节时的偏差。 2、对实验现象、数据及观察结果的分析与讨论:根据实验原理：g=al/h及实验所记的数据，分别对应的重力加速度g如下：g1=9.238m/s2 g2=9.114m/s2 g3=9.3423m/s2 g4=9.6463m/s2 g=9.6941m/s2 因此：g的平均值为：G=g1+g2+g3+g4+g5/5=9.4069m/s2 3、结论：在实验误差范围内，实验测得的该位置的重力加速度g=9.4069m/s2 4、指导老师对实验结果意见 指导老师签字： 年 月 日