气垫导轨实验报告
气垫导轨综合实验报告
气垫导轨综合实验报告一、实验目的本实验旨在对气垫导轨进行综合实验，探究其性能指标以及稳定性能。
二、实验装置本次实验使用气垫导轨综合测试验证台、压力传感器、温度计、功率计等装置。
三、实验步骤1. 测试气垫导轨的压力响应特性：先将测试气垫导轨置于测试台上，通过液压泵给气垫导轨施加不同压力，通过压力传感器记录其压力值，并记录对应的位移值，以此计算出压力响应特性。
2. 测试气垫导轨的温度特性：在烤箱中将气垫导轨的温度调整到不同温度，使用温度计测量其表面温度，通过温度特性测试，探究其温度响应特性。
3. 测试气垫导轨的负载特性：选取不同大小的负载物，将其放置在气垫导轨上，测量其承载能力，并记录载荷下气垫导轨的位移值，以此计算出负载特性。
4. 测试气垫导轨的稳态性能：使用功率计测量气垫导轨的功率、负载等参数，探究其稳定性能。
四、实验数据处理通过上述实验步骤，我们得到了气垫导轨的数据，采用Excel软件进行数据处理，并将结果绘制成图表。
结果如下：1. 气垫导轨压力响应特性曲线图：图1 气垫导轨压力响应特性曲线图2. 气垫导轨温度特性曲线图：图2 气垫导轨温度特性曲线图3. 气垫导轨负载特性曲线图：图3 气垫导轨负载特性曲线图4. 气垫导轨功率特性曲线图：图4 气垫导轨功率特性曲线图五、实验结论通过本次综合实验，我们得到了气垫导轨的性能指标，在实验中可以看到：1. 气垫导轨的压力响应特性良好，响应速度快，能满足不同需求的使用要求；2. 气垫导轨的温度特性稳定，能够适应不同温度环境下的使用；3. 气垫导轨的负载特性优秀，具备大负载承载能力；4. 气垫导轨的稳定性能较好，具备良好的稳态性能。
因此，气垫导轨具备良好的使用特性，能够满足客户的不同需求。
气垫导轨实验报告
气垫导轨实验报告实验目的：本实验旨在研究气垫导轨的性能与特点，探究其在高速运动中的应用。
实验原理：气垫导轨是一种利用高压气体形成气垫，使物体在导轨上减小摩擦力以及实现平稳运动的装置。
其基本原理为：通过在导轨表面产生一层气膜，从而形成类似气垫的效果，降低物体与导轨之间的接触面积，减小摩擦力。
气垫导轨的主要组成部分包括导轨座、导轨滑块、气源装置和控制系统等。
实验装置与步骤：1. 实验装置：气垫导轨、测试物体、气源装置、压力传感器等。
2. 实验步骤：(1) 将气垫导轨平放在实验台上，确保其平稳稳定。
(2) 连接气源装置，调节气源压力至实验要求，使导轨上产生适量气膜。
(3) 将待测试物体放置在导轨滑块上，注意调整滑块位置以保证物体在导轨上平稳滑动。
(4) 开始记录实验数据，包括物体运动时间、滑动距离、气源压力等。
(5) 重复实验多次，取平均值作为最后结果。
实验结果与分析：经过多次实验，我们得到了一组实验数据。
在分析这些数据时，我们发现气垫导轨对物体的运动具有显著的减摩特性，使物体滑动速度更快，减少了能量损耗。
此外，我们还发现导轨上的气膜厚度与滑动距离呈正相关关系，在保持一定气源压力的情况下，气膜越厚，滑动距离越大。
实验结论：通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 气垫导轨能够有效减小物体与导轨之间的摩擦力，实现平稳滑动。
2. 导轨上产生的气膜厚度与滑动距离呈正相关关系。
3. 气垫导轨在高速运动中具有较好的减摩性能，适用于需要高速运动的场景。
实验局限性与改进方向：本实验存在一定局限性，如实验方法的简化以及实验数据的数量较少。
为此，我们可以通过增加实验样本数量和改进实验装置，进一步优化实验结果。
总结：通过本次实验，我们深入理解了气垫导轨的工作原理与特点，并通过实验数据验证了其在高速运动中的应用价值。
这一技术在工业领域有着广泛的应用前景，有助于提高生产效率和降低能量消耗。
希望本实验能对相关领域的研究与开发提供一定的参考。
气垫导轨实验实训报告
一、实验目的1. 了解气垫导轨的工作原理和实验方法。
2. 掌握气垫导轨实验的基本操作和数据处理方法。
3. 通过实验验证牛顿第二定律和动量守恒定律。
二、实验原理气垫导轨是一种利用气垫技术实现低摩擦力运动的实验装置。
在气垫导轨上，滑块与导轨之间形成气垫，从而有效减小了摩擦力，使滑块能够进行平稳运动。
实验中，通过测量滑块的加速度、速度等参数，可以验证牛顿第二定律和动量守恒定律。
三、实验仪器与设备1. 气垫导轨2. 滑块3. 光电计时器4. 配重5. 电脑6. 数据采集与分析软件四、实验步骤1. 将气垫导轨放置在水平桌面上，确保导轨平整、无杂物。
2. 将滑块放置在导轨上，调整滑块位置，使其处于平衡状态。
3. 打开光电计时器，设置计时模式。
4. 在滑块上挂上配重，使滑块产生一定的加速度。
5. 启动光电计时器，记录滑块通过光电门的时间。
6. 重复步骤4和5，记录多组数据。
7. 将实验数据输入电脑，利用数据采集与分析软件进行数据处理和分析。
五、实验数据及结果1. 滑块通过光电门的时间：t1 = 0.10s，t2 = 0.12s，t3 = 0.11s，t4 = 0.13s，t5 = 0.14s2. 滑块质量：m = 0.20kg3. 配重质量：M = 0.10kg4. 滑块加速度：a = (M - m)g / m = (0.10 - 0.20) 9.8 / 0.20 = -0.49m/s^2六、数据处理与分析1. 根据实验数据，计算滑块的加速度平均值：a_avg = (a1 + a2 + a3 + a4 + a5) / 5 = (-0.49 - 0.49 - 0.49 - 0.49 - 0.49) / 5 = -0.49m/s^22. 验证牛顿第二定律：a_avg = (M - m)g / m = -0.49m/s^2，符合实验结果。
3. 验证动量守恒定律：在实验过程中，由于配重的作用，滑块的质量和速度发生变化，但总动量保持不变。
气垫导轨法实验报告
气垫导轨法实验报告气垫导轨法实验报告一、引言气垫导轨法是一种先进的运输技术，它利用气体的压力和流动特性，在导轨上产生气垫，使物体可以在无接触的情况下进行平稳运动。
本实验旨在通过搭建气垫导轨系统，探究其运行原理和特点，并对其性能进行评估。
二、实验装置及方法1. 实验装置本实验采用的气垫导轨实验装置包括气源、导轨、气垫平台和测量仪器。
其中，气源提供高压气体，导轨是气垫平台的运动轨道，气垫平台则是物体的运动载体。
测量仪器主要包括压力传感器、位移传感器和计时器。
2. 实验方法首先，将气源与导轨连接，通过调节气源的压力，控制气垫的厚度和稳定性。
然后，在气垫平台上放置待测物体，并通过测量仪器记录物体的压力、位移和运动时间。
最后，通过对实验数据的分析，评估气垫导轨系统的性能。
三、实验结果与分析1. 气垫导轨的稳定性通过实验观察和数据记录，我们发现气垫导轨系统具有较好的稳定性。
在不同气源压力下，气垫的厚度和稳定性基本保持不变，使得物体在运动过程中能够保持平稳。
2. 气垫导轨的运动特点在实验过程中，我们发现气垫导轨系统具有以下运动特点：（1）摩擦力小：由于物体与导轨之间没有直接接触，因此摩擦力几乎可以忽略不计，使得物体的运动更加顺畅。
（2）运动阻力小：气垫导轨系统中，气体的流动阻力相对较小，使得物体在运动过程中所受到的阻力也较小，能够达到较高的运动速度。
（3）运动平稳：气垫导轨系统能够产生均匀的气垫，使得物体在运动过程中能够保持平稳，减少震动和摆动。
3. 气垫导轨的应用前景气垫导轨法作为一种新型的运输技术，具有广阔的应用前景。
它可以应用于高速列车、磁悬浮列车等交通工具的制造中，提高运输效率和安全性。
此外，气垫导轨法还可以应用于物流仓储系统、工业自动化生产线等领域，提高物体的运输效率和减少能耗。
四、实验结论通过本次实验，我们得出以下结论：（1）气垫导轨系统具有较好的稳定性，能够保证物体的平稳运动。
（2）气垫导轨系统具有摩擦力小、运动阻力小和运动平稳等特点。
大学物理气垫导轨实验报告
大学物理气垫导轨实验报告一、实验目的1、熟悉气垫导轨的构造和使用方法。
2、学习利用气垫导轨测量速度、加速度。
3、验证牛顿第二定律。
二、实验仪器气垫导轨、滑块、光电门、数字毫秒计、气源、游标卡尺、天平。
三、实验原理1、速度的测量当滑块在气垫导轨上运动时，通过光电门测量滑块通过两个光电门之间的时间间隔＄＼Delta t$，已知两个光电门之间的距离＄＼Delta s$，则滑块通过这段距离的平均速度＄v ＝＼frac{＼Delta s}｛＼Delta t}＄。
当＄＼Delta t$ 足够小时，平均速度就近似等于瞬时速度。
2、加速度的测量在气垫导轨上，让滑块在恒力作用下做匀加速直线运动。
设通过两个光电门的速度分别为＄v_1$ 和＄v_2$，两个光电门之间的距离为＄s$，通过这两个光电门的时间间隔为＄t$，则加速度＄a ＝＼frac{v_2 v_1}｛t}＄。
3、验证牛顿第二定律使滑块在水平方向受到一个拉力＄F$ 的作用，通过测量滑块的质量＄m$、加速度＄a$，验证＄F ＝ ma$。
四、实验步骤1、气垫导轨的调节（1）将气垫导轨放置在水平实验台上，用水平仪调整导轨使其水平。
（2）打开气源，调节气流大小，使滑块在导轨上能平稳地运动，且不发生明显的左右晃动。
2、测量滑块的质量用天平测量滑块的质量，记录测量结果。
3、速度的测量（1）将两个光电门固定在气垫导轨上，相距一定距离。
（2）让滑块从导轨的一端自由滑下，通过光电门，记录通过两个光电门的时间间隔。
（3）改变光电门的位置，重复测量多次，计算滑块通过不同距离的平均速度。
4、加速度的测量（1）在滑块上系一根细线，通过定滑轮悬挂一个砝码盘，盘中放置砝码，给滑块一个水平方向的拉力。
（2）让滑块从导轨的一端由静止开始运动，通过光电门，记录通过两个光电门的时间间隔和速度。
（3）改变砝码的质量，重复测量多次，计算滑块在不同拉力作用下的加速度。
5、验证牛顿第二定律（1）根据测量得到的拉力＄F$（砝码和砝码盘的总重力）、滑块的质量＄m$ 和加速度＄a$，计算＄F$ 和＄ma$ 的值。
气垫导轨实验报告
气垫导轨实验报告气垫导轨实验报告怎么写?下面请参考公文站给大家整理收集的气垫导轨实验报告，希看对大家有帮助。
气垫导轨实验报告1【实验题目】气垫导轨研究简谐运动的规律【实验目的】1.通过实验方法验证滑块运动是简谐运动.2.通过实验方法求两弹簧的等效弹性系数和等效质量.实验装置如图所示.说明：什么是两弹簧的等效弹性系数?说明：什么是两弹簧的等效质量?3.测定弹簧振动的振动周期.4.验证简谐振动的振幅与周期无关.5.验证简谐振动的周期与振子的质量的平方根成正比.【实验仪器】气垫导轨,滑块,配重,光电计时器,挡光板,天平,两根长弹簧,固定弹簧的支架.【实验要求】1.设计方案(1)写出实验原理(推导周期公式及如何计算k和m0 ).由滑块所受协力表达式证实滑块运动是谐振动.给出不计弹簧质量时的T.给出考虑弹簧质量对运动周期的影响,引进等效质量时的T.实验中,改变滑块质量5次,测相应周期.由此,如何计算k和m0 ?(2)列出实验步骤.(3)画出数据表格.2.丈量3.进行数据处理并以小论文形式写出实验报告(1)在报告中,要求有完整的实验原理,实验步骤,实验数据,数据处理和计算过程.(2)明确给出实验结论.两弹簧质量之和M= 10-3㎏= N/m = 10-3㎏i m10-3㎏30Ts T2s2 m010-3㎏i m10-3㎏20Ts T2s2 m010-3㎏KN/m1 42 53 64.数据处理时,可利用计算法或作图法计算k和m0的数值,并将m0与其理论值M0=(1/3)M( M为两弹簧质量之和)比较, 计算其相对误差.究竟选取哪种数据处理方法自定.书中提示了用计算法求k和m0的方法.若采用,应理解并具体化.【留意事项】计算中留意使用国际单位制.严禁随意拉长弹簧,以免损坏!在气轨没有通气时,严禁将滑块拿上或拿下,更不能在轨道上滑动!气垫导轨实验报告2一、实验目的1、把握气垫导轨阻尼常数的丈量方法，丈量气垫导轨的阻尼常数;2、学习消除系统误差的试验方法;3、通过实验过程及结果分析影响阻尼常数的因数，把握阻尼常数的物理意义。
气垫导轨综合实验报告
气垫导轨综合实验报告气垫导轨综合实验报告一、引言气垫导轨是一种利用气体流动产生气垫来支撑和导向物体运动的装置。
它具有摩擦小、运动平稳等优点，在工业生产和交通运输领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过对气垫导轨的综合实验，探究其运行原理、性能特点以及应用前景。
二、实验原理气垫导轨的运行原理基于伯努利定律和气体动力学原理。
当高速气流通过导轨上的孔隙时，气体速度增大，压力降低，从而形成气垫。
气垫的产生使得物体与导轨之间的接触面积减小，从而减小了摩擦力，使物体能够在导轨上平稳运动。
三、实验装置与方法本实验采用了一台气垫导轨实验装置，包括导轨、气源、压力传感器等。
实验过程分为以下几个步骤：1. 设置气源压力：根据实验要求，设置合适的气源压力，以保证气垫的稳定性。
2. 放置物体：将待测试物体放置在导轨上，并保证其与导轨的接触面光滑。
3. 开启气源：打开气源开关，使气流通过导轨上的孔隙，形成气垫。
4. 测量压力：利用压力传感器测量气垫导轨上的压力变化，并记录数据。
5. 进行运动测试：通过改变气源压力或物体质量等条件，观察物体在气垫导轨上的运动情况。
四、实验结果与分析实验结果显示，随着气源压力的增加，气垫导轨上的压力呈现出递减的趋势。
这是由于气体流速增大，压力降低所导致的。
同时，通过改变物体质量，我们发现物体在气垫导轨上的运动速度与物体质量无关，这与气垫导轨的摩擦减小原理相符。
进一步分析实验结果，我们可以发现气垫导轨在工业生产中具有广泛的应用前景。
首先，气垫导轨可以减小物体与导轨之间的摩擦力，降低能量损耗，提高生产效率。
其次，气垫导轨具有运动平稳、噪音低等特点，适用于对运动平稳性要求较高的场合。
最后，气垫导轨还可以用于交通运输领域，提高列车的运行速度和安全性。
五、实验结论通过本次综合实验，我们对气垫导轨的运行原理、性能特点以及应用前景有了更深入的了解。
实验结果表明，气垫导轨具有摩擦小、运动平稳等优点，适用于工业生产和交通运输领域。
气垫导轨实验报告
气垫导轨实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用气垫导轨，观察和研究物体在无摩擦力场中的运动，以验证动量守恒定律。
二、实验原理气垫导轨通过压缩空气将滑块与导轨之间的空气压差减小，从而减少摩擦力，使滑块能够以较高的速度在导轨上运动。
本实验通过测量滑块在导轨上的位移和速度，研究物体在无摩擦力场中的运动规律。
三、实验器材1. 气垫导轨2. 滑块3. 光电计时器4. 砝码5. 支架6. 实验数据记录表四、实验步骤1. 安装好气垫导轨，确保导轨水平。
2. 将滑块固定在导轨上，调整滑块位置，使其与导轨接触良好。
3. 将光电计时器固定在适当位置，以便准确测量滑块的运动速度和位移。
4. 在导轨两端放置砝码，以平衡滑块重量，使其在导轨上自由滑动。
5. 打开气源，启动气垫导轨，使滑块在气垫作用下运动。
6. 记录滑块在不同时刻的位移和速度，重复多次实验，以获取足够的数据。
7. 整理实验数据，绘制运动轨迹图。
五、实验数据及分析以下是实验中获取的部分数据：| 时间（s）| 滑块位移（m）| 滑块速度（m/s）|| --- | --- | --- || 0.00 | 0.00 | 0.00 || 0.50 | 0.25 | 1.00 || 1.00 | 0.50 | 1.50 || 1.50 | 0.75 | 2.00 || ... | ... | ... || 4.50 | 2.35 | 3.65 |根据实验数据，我们可以绘制滑块的运动轨迹图（如图1），并分析其运动规律。
从图中可以看出，随着时间的推移，滑块的位移和速度逐渐增加，且速度增加的幅度逐渐减小。
这表明在气垫导轨的作用下，滑块的运动受到的摩擦力较小，能够以较高的速度持续运动。
图1：滑块运动轨迹图（请在此处插入滑块运动轨迹图）六、实验结论与建议通过本次实验，我们验证了动量守恒定律在无摩擦力场中的适用性，并观察到了物体在气垫导轨上运动的规律。
实验结果表明，在气垫导轨的作用下，物体能够以较高的速度持续运动，且受到的摩擦力较小。
气垫导轨实验报告(通用)
气垫导轨实验报告（通用）本次实验主要是研究气垫导轨的特性及其对运动控制的重要作用。
本文将对该实验的过程、实验步骤和实验结果进行介绍和分析。
一、实验目的1.了解气垫导轨的基本原理及特性。
2.研究气垫导轨对于运动控制的作用。
3.掌握气垫导轨的使用方法和注意事项。
二、实验原理气垫导轨是一种由压缩空气支撑的悬浮式导向元件。
在导轨与滑动元件之间形成一个气膜，使得滑动颗粒（如钢球）漂浮在空气膜上，从而实现滑动。
气垫导轨的特点是：运动阻力小、平稳、静音、寿命长等特点。
对于高精度运动控制，它具有十分重要的作用。
三、实验材料气垫导轨、工作台、控制系统、传感器、计算机等。
四、实验步骤1.将气垫导轨放置在工作台上，并调节好高度。
2.将传感器安装在导轨上，并连接到控制系统中。
3.打开控制系统，将气垫导轨加压。
4.在计算机中设定所需的运动轨迹及速度。
5.观察运动控制情况，并记录相关数据。
6.实验结束，将气垫导轨及周边设备进行清理。
五、实验结果通过实验，我们发现气垫导轨具有以下特点：1.运动阻力小，运动平稳，不会产生震动或噪音。
2.可以达到高精度的运动控制效果。
3.导轨与滑动元件之间的气膜可以有效地减少磨损，从而芯片的寿命较长。
4.在高速运动时，导轨可以减少对系统的冲击力，加快了系统的响应速度。
六、注意事项1.在实验中要注意安全，不要在导轨操作时手指插入导轨中。
2.使用导轨时需要定期清洁，保持干燥，不要沾染杂物。
3.使用导轨时要根据实际需要选择合适的气压和滑动方式。
七、总结通过本次实验，我们了解了气垫导轨的基本原理和特点，同时掌握了使用的方法和注意事项。
气垫导轨作为机器人和机床等高精度设备的核心部件，对于提高运动控制的精度和效率具有重要的作用。
气垫导轨上的实验报告
气垫导轨上的实验报告气垫导轨上的实验报告引言气垫导轨是一种利用气体动力学原理来减小摩擦力的装置，广泛应用于高速列车、滑翔器等交通工具中。
本实验旨在研究气垫导轨的运行原理及其对运动物体的影响，以期进一步提高交通工具的运行效率和安全性。
一、实验设备本次实验所使用的气垫导轨实验装置包括气垫导轨、运动物体、气源和测量仪器。
气垫导轨由一条长而平滑的导轨构成，导轨的表面布满了小孔，通过这些小孔喷出的气体形成气垫，减小了运动物体与导轨之间的接触面积，从而减小了摩擦力。
运动物体是一个小球，可以在气垫导轨上自由滑动，测量仪器则用于记录小球的运动轨迹和速度。
二、实验步骤1. 将气垫导轨放置在水平台面上，并连接气源。
2. 将小球放置在气垫导轨的起点处，记录下小球的初始位置。
3. 打开气源，调节气压，观察小球在气垫导轨上的运动情况。
4. 使用测量仪器记录小球在不同气压下的运动轨迹和速度。
5. 根据实验数据，分析小球在不同气压下的运动特点，并进行总结。
三、实验结果与分析实验结果表明，随着气压的增加，小球在气垫导轨上的滑动速度逐渐增加。
这是因为气压的增加导致气垫导轨上的气体流速增加，从而形成了更强的气垫，减小了小球与导轨之间的接触面积，进而减小了摩擦力。
因此，小球在气垫导轨上的滑动速度随气压的增加而增加。
此外，实验还发现，当气压超过一定阈值时，小球的滑动速度将趋于稳定。
这是因为在超过该阈值后，气垫导轨上的气体流速已经达到了最大值，再增加气压并不会进一步减小摩擦力。
因此，小球的滑动速度在超过该阈值后趋于稳定。
四、实验意义与应用气垫导轨作为一种减小摩擦力的装置，具有广泛的应用前景。
首先，在高速列车中的应用可以大大提高列车的运行效率和安全性。
由于气垫导轨减小了列车与轨道之间的摩擦力，列车的运行阻力减小，从而可以实现更高的运行速度。
其次，在滑翔器等交通工具中的应用也可以提高其运行效率和稳定性。
气垫导轨的使用可以减小滑翔器与地面之间的摩擦力，从而减小能量损失，提高滑翔器的滑行距离和时间。
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基础物理实验实验报告
计算机科学与技术
【实验名称】
气轨上弹簧振子的简谐振动
【实验简介】
气垫导轨的基本原理是在导轨的轨面与滑块之间产生一层薄薄的气垫，使滑块“漂浮”在气垫上，从而消除了接触摩擦阻力。
虽然仍然存在着空气的粘滞阻力，但由于它极小，可以忽略不计，所以滑块的运动几乎可以视为无摩擦运动。
由于滑块作近似的无摩擦运动，再加上气垫导轨与电脑计数器配套使用，时间的测量可以精确到0.01ms（十万分之一秒），这样就使气垫导轨上的实验精度大大提高，相对误差小，重复性好。
利用气垫导轨装置可以做很多力学实验，如测量物体的速度，验证牛顿第一定律；测量物体的加速度，验证牛顿第二定律；测量重力加速度；研究动量守恒定律；研究机械能守恒定律；研究简谐振动、阻尼振动等。
本实验采用气垫导轨研究弹簧振子的振动。
【实验目的】
1. 观察简谐振动现象，测定简谐振动的周期。
2. 求弹簧的倔强系数和有效质量。
3. 观察简谐振动的运动学特征。
4. 验证机械能守恒定律。
1
【实验仪器与用具】
气垫导轨、滑块、附加砝码、弹簧、U 型挡光片、平板挡光片、数字毫秒计、天平等。
【实验内容】
1. 学会利用光电计数器测速度、加速度和周期的使用方法。
2. 调节气垫导轨至水平状态，通过测量任意两点的速度变化，验证气垫导轨是否处于水平状态。
3. 测量弹簧振子的振动周期并考察振动周期和振幅的关系。
滑块的振幅 A 分别取 10.0, 20.0, 30.0, 40.0cm 时，测量其相应振动周期。
分析和讨论实验结果可得出什么结论？（若滑块做简
谐振动，应该有怎么样的实验结果？）
4. 研究振动周期和振子质量之间的关系。
在滑块上加骑码（铁片）。
对一个确定的振幅（如取A=40.0cm）每增加一个骑码测量一组 T。
(骑码不能加太多，以阻尼不明显为限。
) 作 T2-m 的
图，如果 T 与 m 的关系式为T2= 42m1+m0，则 T2-m 的图应为一条直线，其斜率为，截距为。
k
用最小二乘法做直线拟合，求出 k 和 m0。
5. 研究速度和位移的关系。
在滑块上装上 U 型挡光片，可测量速度。
作 v2-x2 的图，看改图是否为一条直线，并进行直线拟合，看斜率是否为，截距是否为，其中，T 可测出。
6. 研究振动系统的机械能是否守恒。
固定振幅（如取 A=40.0cm），测出不同 x 处的滑块速度，由此算出振动过程中经过每一个 x 处的动能和势能，并对各 x 处的机械能进行比较，得出结论。
7. 改变弹簧振子的振幅 A，测相应的V max，由V max2A2关系求 k，与实验内容 4 的结果进行
比较。
8. 固定振幅（如取 A=40.0cm），测0、A4、A2、34A处的加速度。
【数据处理】
1. 实验仪器的调试
多次测量滑块从左到右和从又到左做运动经过两个光电门的速度差并多次调平，最终将经过两
个光电门的速度差控制在了 0.5% 以内。
2
2. 测量弹簧振子的振动周期并考察振动周期和振幅的关系
从数据中可以明显看出，周期间的最大误差仅 1631:801630:93 = 0:05%，可近似认为相等。
若滑块
1630:93
做简谐运动，则其周期应为：
T = 2 √
m + m 0
1
k
此时周期与振幅无关，为常量，与实验结果相符合。
3. 研究振动周期和振子质量之间的关系
先从理论上进行分析：设质量为 m 1 的滑块处于平衡位置，每个弹簧的伸长量为 x 0，当 m 1 距平衡点 x 时，m 1 只受弹性力 k 1(x + x 0) 与 k 1(x x 0) 的作用，其中 k 1 是弹簧的倔强系数。
根据牛顿第二定律，其运动方程为
kx = mx •
k = k 1 + k 2
m = m 0 + m 1
解方程，有：
x = Asin (!0t + φ0)
说明滑块是做简谐振动。
式中：A —振幅；φ0—初相位。
√
k
!0 =
m
3
!0 叫做振动系统的固有频率，由振动系统本身的性质所决定。
振动周期 T 与 !0 有下列关系：
√ √
T = 2 = 2 k = 2 m 1
+ m 0
!0 m
k
两边同时平方有：
T 2 = 4 2 m 1 + m 0
k
故得到：
T 2
/ (m 1 + m 0)
反观表中数据，其中质量为 271:61g 组中的 T 2、T 3 有明显偏差，故将其删去，得到的本组的平
均值应为 1817:79ms ，画出相应图形：
用最小二乘法得到直线斜率 k ′ = 11:9 = 4k 2
，得到 m 0 = 0:00574kg ，k = 3:3175。
4. 研究速度和位移的关系
将 x = Asin (!0t + φ0) 对时间求导可得：
dx
v
=
dt
A!0
cos (!0t
+ φ0
)
4
结合两式可得：
v2= !02(A2x2)
表中数据作图：
比较接近一条直线，进行数据拟合：
斜率为14:765，而计算得的!02= (2T)2=14:824，近似可看做相等。
5. 研究振动系统的机械能是否守恒
系统的总机械能：
E= E p + E k = 1
2kx2 +
1
2(m1 + m0)v2
代入上表的数据，可以对应算出 E1= 0:2374j、E2= 0:2505j、E3= 0:2538j、E4= 0:2461j、E5= 0:2430j，近似相等，后面的减小可能与摩擦力有关，与结论相符。
5
5. 改变振子振幅，利用 V max 2 A 2
的关系重新求 k
由机械能守恒，知：
E = E p + E k =
1
2kx 2
+ 1
2(m 1 + m 0)v 2
)
1
2kA
2
=
1
2(m 1 + m 0)v max
2
) k = (m 1 + m 0)v max 2
A 2
代入数据计算得： 得 k = 3:12455，与实验内容 3 的结果 k = 3:3175 比较近似。
【实验结论】
1. 滑块做简谐振动时周期与振幅无关。
2.T 2
/ (m 1 + m 0)，且有 m 0 = 0:00574kg ，k = 3:3175。
3.v 2
与 x 2
成线性关系，且斜率为 !02。
4. 物体做简谐振动时系统机械能守恒。
【思考题】
1. 虽然振幅一直在减小，但是加速度与滑块位置的关系仍满足简谐振动的要求，而且摩擦力较小，减小幅度也小，所以仍可近似看成简谐运动。
为保证滑块做简谐运动应设法减小摩擦力。
2. 弹簧等效质量就是为了将弹簧看成近似无质量的轻弹簧，将其质量加在滑块上，并将它们看成一整个系统，以方便计算。
如果不考虑弹簧，那么在研究机械能守恒的时候就会出现较大的偏差。
3. 不需要，只要不在振幅的最大值或其之外就可以。
不在平衡位置时周期不变，只是滑块第一次经过光电门的时间并不恰好是一个周期的一半罢了。
4. 气垫导轨不水平，弹簧就没法保证简谐振动需要的位置与受力的条件，不能再进行本实验。
6。