型号:DH08-DSY-1 磁悬浮导轨实验智能测定仪

磁悬浮导轨实验智能测定仪
磁悬浮导轨实验智能测定仪
磁悬浮导轨实验智能测定仪/磁悬浮动力学实验仪 型号:DH08-DSY-1

库号：M400848   查看hh

本实验仪可构成斜面，通过滑块的运动探索牛顿第二运动定律的建立，考察动能定理；本实验仪水平放置时，利用两磁悬浮滑块，可设计各种碰撞实验。
通过实验，学生可以接触到磁悬浮的物理思想和技术，拓宽其知识面，加深牛顿定律、动能定理、碰撞等动力学的感性知识。
二、主要工作条件及技术指标
1． 工作条件
1-1．电源电压及频率：（22010%）V，（505%）Hz。
1-2．功率20VA。
1-3．工作温度范围0—40℃。
2．技术指标
2-1. 磁悬浮导轨几何尺寸（130.0×9.0×21.0）cm3
2-2. 磁场强度：200 mT
2-3. 磁悬浮小车几何尺寸（15.4×6.8×6.0）cm3

1－金属铰链 2－磁浮滑块  3－光电门2 4－计时器 
5－光电门1 6－导轨 7－标尺 8－块规 9－基板
在实验之前通过水平仪将实验仪调整至水平放置后，在基板跟导轨（标尺）之间放置块规，使实验仪成一斜面(图1)。滑块由斜面滑下，依次经过光电门1和光电门2。此时，可探索牛顿第二定律和考察动能定理。
滑块上有二条挡光片或挡光框(图2)，滑块在气垫上运动时，挡光片对光电门进行挡光，每挡光一次光电转换电路便产生一个电脉冲讯号，去控制计时器的开和关。
磁浮导轨上有两个光电门，本光电测试仪测定并存贮了运动滑块上的二条挡光片通过光电门时的次挡光与第二次挡光的时间间隔和通过第二光电门时的次挡光与第二次挡光的时间间隔，运动滑块从光电门到第二光电门所经历的时间间隔 (图3)。根据两档光片之间的距离参数即可运算出滑块上两挡光片通过光电门时的平均速度和通过第二光电门时的平均速度。由于△t1和△t2都很小，我们又可近似地认为在该时间内物体作匀加速运动，因此得出，时间内的平均速度当作这时刻的瞬时速度v1；把时问内的平均速度当作音这时刻的瞬时速度v2。
图2 图3
本实验测试仪中，从v1增加到v2所需时间已修正为，因此根据加速度定义，在时间内的加速度为：
根据测得的、、和键入的挡光片间隔值，经智能测试仪记录、显示并运算之，得v1、v2和a。
四、实验原理
1、在基板跟导轨（标尺）之间放置块规，则实验仪成一斜面,则基板和导轨之间夹角即为斜面倾角，其正弦值为块规高度h和导轨（标尺）读数L的比值，磁浮滑块从斜面上端开始下落，则其重力在斜面方向分量为。
两个光电门之间的距离S，磁浮小车通过光电门时和第二光电门时的平均速度v1, v2可以直接读得，由计时器可以读出磁浮滑块的沿斜面下落加速度a。比较和ma的大小，即可探索牛顿第二运动定律。比较和的大小，即可考察动能定理。
若将块规拿去，实验仪水平放置时，可用于各种碰撞状态的研究。如下表：
左 | 光电门1 光电门2 | 右
—————|—————————————————————|———————
| |
‘—>’向右运动；‘<—’向左运动；‘__0’静止
模式 初始状态 结束状态
1 A位于光电门1左侧向右运动，B静止于两光电门之间 A—> B__0 A—> B—> A过光电门1光电门2后向右运动
B过光电门2后向右运动
2 A—> B__0 A<— B—> A过光电门1后折返向左运动
B过光电门2后向右运动
3 A—> B__0 A__0 B—> A过光电门1后静止在两光电门中间
B过光电门2后向右运动
4 A位于光电门1左侧向右运动，B位于光电门2右侧向左运动 A—> B<— A—> B—> A过光电门1光电门2后向右运动
B过光电门2后折返向右运动
5 A—> B<— A<— B<— A过光电门1后折返向左运动
B过光电门2光电门1后向左运动
6 A—> B<— A<— B—> A过光电门1后折返向左运动
B过光电门2后折返向右运动
7 A—> B<— A__0 B—> A过光电门1后静止在两光电门中间
B过光电门2后折返向右运动
8 A—> B<— A<— B__0 A过光电门1后折返向左运动
B过光电门2后静止在两光电门中间
9 A—> B<— A__0 B__0 A过光电门1后静止在两光电门中间
B过光电门2后静止在两光电门中间
A A和B都位于光电门1左侧，A撞击B后同时向右侧运动 A—> B—> A—> B—> A过光电门1光电门2后向右运动
B过光电门1光电门2后向右运动
B A—> B—> A<— B—> A过光电门1后折返向左运动
B过光电门1光电门2后向右运动
C A—> B—> A__0 B—> A过光电门1后静止在两光电门中间
B过光电门1光电门2后向右运动
表1
五、实验内容
1．检查磁浮导轨的水平度，检查测试仪的测试隹备
把配置的水平仪放在磁浮导轨槽中，调整导轨一端的支撑脚，使导轨左右水平。水平仪与导轨成“十”字放置，调整导轨另一端的两个支撑脚，使导轨前后水平。
检查气轨上的光电门和第二光电门有否与测试仪的光电门1和光电门2相联，开启
电源，检查测试仪中数字显示的参数值是否与光电门档光片的间距参数相符，否则必须加以修正，修正方法请参见本实验附录《测试仪使用说明》，并检查“实验选择”是否置于“加速度”，与运动的“正向”或“反向”是否符合。
2．探索牛顿第二运动定律
在标尺100.00cm的地方放置不同规格的块规在基板跟导轨之间，3.00cm，4.00cm，5.00cm。测量不同倾斜角下，磁浮小车的加速度a，比较比较和的大小（实验中即比较和的大小），即可验证牛顿第二定律。
3．考察动能定理
合外力对物体所作的功等于物体动能的增量。比较和的大小（实验中即比较和的大小），即可考察动能定理。
*4．碰撞实验
将块规拿出，实验仪水平放置，即可设计碰撞实验。见表1。
六、数据记录及处理
挡光片间隔=_____m， *磁浮小车的质量m =_____ kg ， 重力加速度g = 9.8 m/s2
1.探索牛顿第二运动定律
块规规格
(cm) (cm/s2) (cm/s2)
3.00 3/100
4.00 4/100
5.00 5/100
2.考察动能定理
光电门距离S=_____m
块规规格
(cm) =
3.00
4.00
5.00
*3．碰撞实验
设计各种碰撞模式，表格自行设计。
七、注意事项
1．称量磁浮滑块质量时，请用非铁材料放于滑块下方，防止磁铁与电子天平相互作用，影响称量性。
2．实验做完后，磁浮滑块不可长时间放在导轨中，防止滑轮磁化。
【附录】
DSY型磁悬浮导轨实验智能测试仪使用说明书
一、概述
DSY型磁悬浮导轨实验智能测试仪是根据磁悬浮导轨实验专门设计研制的实验装置。同时可实现十组加速度测量存储和十二种碰撞实验。本测试仪基于微控制器嵌入式设计，具有测量度高、读数清晰、使用方便等特点。
二、性能
测量值 范围 度
光电门挡光时间t1/t2 0.00ms ～ 99999.99ms 0.01ms
两次挡光时间差t3 0.00ms ～ 99999.99ms 0.01ms
速度v1/v2 0.00cm/s ～ 600.00cm/s 0.01cm/s
加速度a 0.00cm/s2 ～ 600.00 cm/s2 0.01cm/s2
三、外观

四、操作
*约定：加速度测量时将先经过的光电门定为光电门1；碰撞测量时A小车位于B小
车左侧，将导轨左侧光电门定为光电门1。
加速度测量
1、按‘功能’选择，使‘加速度’指示灯亮后开始实验。
2、按‘翻页’可选择需存储的组号和查看各组数据，高位数码管显示‘0’～‘9’。
3、按‘开始’即开始一次加速度测量过程，测量结束后数据自动保存在当前组。
4、测量数据显示顺序：t1—>v1—>t2—>v2—>t3—>a（即：—>v1—>—>v2—>—>a），对应指示灯亮，每组显示时间2秒。
5、清除所有数据按‘复位’。
碰撞测量
1、按‘功能’选择碰撞模式，使‘碰撞’指示灯亮后开始实验。高位数码管显示‘1’～‘C’对应十二种碰撞模式。
2、按‘开始’即开始一次碰撞测量过程，测量结束后数据自动保存在当前组。
3、测量数据显示顺序：At1—>Av1—>At2—>Av2—>Bt1—>Bv1—>Bt2—>Bv2，对应指示灯亮，每组显示时间2秒。
挡光片宽度设置
1、按‘功能’选择，使‘加速度’和‘碰撞’指示灯都灭后开始设置。
2、按‘翻页’设置十位数字，按‘开始’设置各位数字。设定范围：0～99mm，默认30mm。
3、低二位数码管显示当前设定的宽度值。
五、碰撞模式说明
左 | 光电门1 光电门2 | 右
—————|—————————————————————|———————
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‘—>’向右运动；‘<—’向左运动；‘__0’静止
碰状模式：见表1。