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轨道小车(新式轴承式)

编号
B01222

轴承式新型轨道小车说明书

一、小车

    1、轴承式不锈钢轮。摩擦力非常小。

    2、车轴固定在小车上,解决了掉轮问题。

    3、配重用螺丝固定在小车上,解决了配重摔掉的问题。

二、轨道

   1、轨道采用加厚铝合金并表面经过电涌处理,防变形、亮度高。

   2、轨道采用双槽式,槽一底宽1毫米,小车最大偏差小与1毫米。

   3、滑轮采用固定式,使拉小车的线与轨道始终平行。

   4、轨道滑轮的支架大于滑轮,对滑轮起到保护作用。

   5、滑轮采用不锈钢轴承式,减少摩擦。

   6、反冲杆增加了高度调整丝,解决了小车被卡的问题。

   7、打点计时器固定板采用双槽式,使电火花计时器和电磁打的计时器都用。

   8、水平仪安装在打点计时器固定板,防止安装在轨道上脱落后剩个洞。

三、实验目的

①参与实验操作过程,熟悉轨道小车实验仪器的使用,探究实验操作和数据处理中的改进方法,对相关问题进行深入思考。

②深入理解实验原理,与高中物理知识相联系,体会实验仪器的一器多用,探讨结合实验的教学方法,提高师范技能。

③在与他人的交流讨论中培养分析、解决问题的能力和交流、合作的能力并提高教学技能。

四、实验器材

电火花打点计时器、细绳、小桶、小车、铝合金轨道、天平、纸带、弹簧秤、复写纸、低压交流电源、钩码(部分器材自备)。

01.png 

五、实验原理

牛顿第二定律

    牛顿第二定律,即质量一定时,加速度与合外力成正比;合外力一定时,加速度与质量成反比。验证牛顿第二定律实验的实验原理:利用轨道小车通过细线让悬挂的沙袋牵引小车做加速运动的方法,采用控制变量法研究上述两组关系。   

实验的过程中,首先保持小车的质量不变,改变m的大小,测出相应的a,验证a与F的关系;然后保持m不变,改变M的大小,测出小车运动的加速度a,验证a与M的关系。

六、在实验的过程中需要注意:

a) 平衡摩擦力

由于小车在轨道上运动时会受到摩擦力的作用,一方面是轨道给小车的摩擦力,另一方面是小车拖着纸带运动时纸带与电火花打点计时器之间产生的摩擦力。在实验过程中平衡摩擦力的方法是,在长木板的不带滑轮的一端下面垫上一块薄木板,反复移动其位置,直至连接了纸带的小车刚好在斜面上保持匀速运动为止,此时小车重力沿斜面向下的分力约等于小车受到的摩擦力。

  02.pngb)小车所受的拉力T等于mg是近似处理

实验的过程中,小车在轨道上做匀加速运动,通过细绳与小车相连的砂袋也已相同的加速度做匀加速运动。对此时的砂袋进行受力分析,(M表示小车的质量、m表示砂袋的质量、T表示绳子上的拉力)可以得到:

   03.png           04.png           

对(2)式进行分析可以发现小车所受的拉力T等于mg是近似处理,且只有当M>>m时,可近似认为小车所受的拉力T等于mg。