气垫导轨上滑块运动空气黏滞阻尼因素研究.doc

 气垫导轨上滑块运动空气黏滞阻尼因素研究 祁青云 , 王昆林 (楚雄师范学院物理与电子科学系 云南 楚雄 675000 ) 摘要 : 气垫导轨实验中 , 理论上是无摩擦的 , 但是实际上存在许多的阻尼因素 , 该文从实验出发 , 根据实 验数据来分析气垫导轨上空气黏滞阻力给实验带来的误差及在实验中应该怎样减小其误差 。 关键词 : 气垫导轨 ; 空气黏滞阻尼系数 ; 挡光片宽度 ; 滑块阻力 ; 速度 中图分类号 : O351 文献标识码 : A 文章编号 : 1672 - 4550 ( 2007) 01 - 0148 - 03 Study on A ir V iscous Dam p ing Coeff ic ien t of Slide M ovem en t on A ir Track Q I Q ing2yun, WAN G Kun2lin (D ep artm en t of Physic s and E lec tron ic Sc ience ChuX iong No rm a l U n ive rsity Chuxiong Yunnan 675000 , Ch ina) A b stra c t: In the exp e rim en t of a ir track, no fric tion w ill occu r in theo ry, bu t in p rac tice the re a re m any fac to rs tha t m ay cau se fric tion. Th is text m ake s u se of exp e rim en t da ta to ana lyze the e rro r cau sed by a ir viscou s damp ing coeffic ien t on the a ir track, and d iscu sse s how to reduce the e rro rs in the exp e rim en t. w id th of the ligh t - b lock ing boa rd; slipp e ry p iece re sist2 Key word s: ance; ve loc ity a ir track ; a ir viscou s damp ing coeffic ien t; 为加速度平均值 。 当地 的 重 力 加 速 度 1 引 言 气垫导轨是大学力学实验中一种常用的仪器 , 在气垫导轨实验中由于压缩空气对滑块所产生的气 垫作用 , 理论上把它看作无摩擦 。但实际上它还是 存在很多的阻尼因素 , 往往不能够忽视 , 有时达到 了不可忽视的地步 , 在这其中影响最大的就是空气 黏滞阻力 。所以我们有必要对它进行研究 , 来帮助 我们更好的控制误差 。 本文在利用 J0201 - DM 型智能计时器 , J2125 g = 91764 8 m / s2 , h = 01030 m , l = 01800 m , a ′= 01365 9 m / s- 2 。 实验测试数据如表 1 - 表 4所示 。 使用 110 cm 挡光片时的数据 1) 表 1 v1 / (m ·s v2 / a / (m ·s- 2 ) 位移 /m t1 / s Δ t / s t2 / s - 1 ) - 1 ) ( m ·s 0130 0150 0170 0190 01032 11 01031 68 01031 84 01032 10 01696 2 11017 2 11294 1 11537 4 01017 84 01014 76 01012 87 01011 60 01311 0 01316 0 01314 0 01311 0 01561 0 01678 0 01777 0 01862 0 01358 0 01356 0 01358 0 01358 0 - B - 115型气垫导轨 , 2715 ℃进行研究 。 DC - 2B 型气源在温度 t = | 01365 9 - 01357 5 | - 2 注 : 1 ) E = ×100 % = 2129% ; a = 01357 5 (m ·s ) 。 01365 9 使用 310 cm 挡光片时的数据 1) 表 2 2 气垫导轨倾斜状态分析 将气轨一端垫高 h, 使其形成一准光滑斜面 , 当滑 块 作 匀 加 速 直 线 运 动 时 , 其 理 论 值 a ′= g v1 / (m ·s-