大学物理实验教案
实验项目在气轨上测定物体的速度和加速度并验证牛顿第二定律1熟悉气轨和数字毫秒计的使用方法。2测定滑块运动的速度和加速度。3验证牛顿第二定律。1速度大小的测定要测定物体的速度大小，只需测出通过已知距离△X所需的时间△t即可。本实验是在气垫导轨的滑块上安装一个开口遮光片，使滑块在导轨上运动，并进入设在气轨上某位置的光电门。当开口遮光片的前缘遮蔽光敏管时测时器开始计数，当开口遮光片的后缘再遮蔽光敏管时，测时器停止计数。如图所示，测时器上显示的数字即为开口遮光片移动△XL2L1距离的时间，由此可算出滑块通过光电门的平均速度大小，其中L2为遮光框总宽度，L1为遮光框后半部分的宽度。
教学目的
V
Xt
当△t很小时，V近似等于滑块通过光电门所在点的实验原理瞬时速度大小。2．加速度大小的测定若滑块受一恒力作用，则它将作匀加速运动，在气轨上S1和S2位置各放置一个光电门。根据上述测定速度大小的方法，分别测出滑块通过两光电门位置时的速度大小V1和V2，那么滑块的加速度大小a为：
V22V12a2S1S2
31
3．验证牛顿第二定律气轨调平后，用一系有砝码盘的涤纶带跨过气垫轴承连接在滑块上，如图所示，若滑块的质量为m1，砝码连同盘的质量为m2，涤纶带张力为T，则有：
m2gTm2aTm1a
1
f解得：m2gm1m2a令Mm1m2上式化为WMa
32
Wm2g
33
33式就是牛顿第二定律的表达式，式中加速度a的大小可由31式计算求得。要验证牛顿第二定律可分为两步：1合外力W一定时，物体运动的加速度大小a与系统质量M成反比。2系统质量M一定时，合外力W与物体运动的加速度大小a成正比，且
W1W2……常量。a1a2
教学重点与难点1气轨的水平调节。2计时器功能的理解与选择。3注意砝码盘与滑块的连接，涤纶带长度的调节。4光电门与遮光片相对位置的调整，以便遮光片顺利通过光电门并正确计数。1．气轨的调平。2滑块速度的测定。3滑块加速度的计算。4牛顿第二定律的验证。1x用50分度游标卡尺测量。测量与数据处理要求2滑块质量和加重片质量由托盘天平测出（读到01克）。3计时器读到0001ms。4数据处理严格按有效数字运算法则进行。结果的验证根据自己的测量数据进行分析。1分析实验情况与实验结果，我们忽略了一些什么力？它们使实验结果偏大还是偏小？2如何鉴别气垫导轨已经调平《大学物理实验》马靖马宋设施洋主编r