1、多普勒效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)【引言】當(dāng)波源和接收器之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收器接收到的波的頻率與波源發(fā)出的頻率不同 的現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)在科學(xué)研究，工程技術(shù)，交通管理，醫(yī)療診斷等 各方 面都有十分廣泛的應(yīng)用。例如：原子，分子和離子由于熱運(yùn)動(dòng)使其發(fā)射和吸收的光 譜線變 寬，稱為多普勒增寬，在天體物理和受控?zé)岷司圩儗?shí)驗(yàn)裝置中，光譜線的多普勒 增寬已成 為一種分析恒星大氣及等離子體物理狀態(tài)的重要測量和診斷手段。 基于多普勒 效應(yīng)原理的 雷達(dá)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈，衛(wèi)星，車輛等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度的監(jiān)測。在醫(yī)學(xué)上 利用超聲波的 多普勒效應(yīng)來檢查人體內(nèi)臟的活動(dòng)情況，血液的流速等。電磁波光波 與聲波超聲波 的多普勒效

2、應(yīng)原理是一致的。本實(shí)驗(yàn)既可研究超聲波的多普勒效應(yīng)， 又可利用多普勒效應(yīng) 將超聲探頭作為運(yùn)動(dòng)傳感器，研究物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、測量超聲接收器運(yùn)動(dòng)速度與接收頻率之間的關(guān)系，驗(yàn)證多普勒效應(yīng)，并由f- V關(guān)系直線的斜率求聲速。2、利用多普勒效應(yīng)測量物體運(yùn)動(dòng)過程中多個(gè)時(shí)間點(diǎn)的速度，查看V- t 關(guān)系曲線，或調(diào) 閱有關(guān)測量數(shù)據(jù)，即可得出物體在運(yùn)動(dòng)過程中的速度變化情況，可研究：1自由落體運(yùn)動(dòng)，并由 V- t 關(guān)系直線的斜率求重力加速度。 2 簡諧振動(dòng)，可測量簡諧振動(dòng)的周期等參數(shù)，并與理論值比擬。3勻加速直線運(yùn)動(dòng)，測量力、質(zhì)量與加速度之間的關(guān)系，驗(yàn)證牛頓第二定律。4其它變速直線運(yùn)動(dòng)【實(shí)驗(yàn)原理】1、超

3、聲的多普勒效應(yīng)根據(jù)聲波的多普勒效應(yīng)公式，當(dāng)聲源與接收器之間有相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，接收器接收到的頻 率 f 為：1u V1 cos 1 f0u - V 2 cos 2式中f 0為聲源發(fā)射頻率，u為聲速，Vi為接收器運(yùn)動(dòng)速率， a為聲源與接收器連線與 接收器運(yùn)動(dòng)方向之間的夾角， V2為聲源運(yùn)動(dòng)速率，a為聲源與接收器連線與聲源 運(yùn)動(dòng)方向 之間的夾角如圖 1。假設(shè)聲源保持不動(dòng)，運(yùn)動(dòng)物體上的接收器沿聲源與接收器連線方向 獰0以速度V運(yùn) 動(dòng)，那么從 1式可得接收器接收到的 頻率應(yīng)為：012當(dāng)接收器向著聲源運(yùn)動(dòng)時(shí)， V 取正，反之取負(fù)假設(shè) f 0 保持不變，以光電門測量物體的運(yùn)動(dòng)速度，并由儀器對接收器接收到的頻率自

4、 動(dòng) 計(jì)數(shù)，根據(jù) 2 式，作 f - V 關(guān)系圖可直觀驗(yàn)證多普勒效應(yīng)，且由實(shí)驗(yàn)點(diǎn)作直線， 其斜率應(yīng) 為 k=f 0/ u ，由此可計(jì)算出聲速 u=f 0/ k由 2式可解出：假設(shè)聲速 u 及聲源頻率 f 0 ，通過設(shè)置使儀器以某種時(shí)間間隔對接收器接收到的 頻率 f 采樣計(jì)數(shù)，由微處理器按 3式計(jì)算出接收器運(yùn)動(dòng)速度，由顯示屏顯示 V-t 關(guān) 系圖，或 調(diào)閱有關(guān)測量數(shù)據(jù)，即可得出物體在運(yùn)動(dòng)過程中的速度變化情況，進(jìn)而對物 體運(yùn)動(dòng)狀況及 規(guī)律進(jìn)行研究。2、超聲的紅外調(diào)制與接收早期產(chǎn)品中，接收器接收的超聲信號由導(dǎo)線接入實(shí)驗(yàn)儀進(jìn)行處理。由于超聲接收器 安 裝在運(yùn)動(dòng)體上， 導(dǎo)線的存在對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有一定影響，

5、導(dǎo)線的折斷也給使用帶來麻煩。 新儀 器對接收到的超聲信號采用了無線的紅外調(diào)制 - 發(fā)射- 接收方式。即用超聲接收器 信號對紅 外波進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射，固定在運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌一端的紅外接收端接收紅外信號后， 再將超聲信號 解調(diào)出來。由于紅外發(fā)射 / 接收的過程中信號的傳輸是光速，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 聲速，它引起的多普 勒效應(yīng)可忽略不計(jì)。采用此技術(shù)將實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)局部的導(dǎo)線去掉， 使得測量更準(zhǔn)確，操作更 方便。信號的調(diào)制 -發(fā)射- 接收- 解調(diào)，在信號的無線傳輸過 程中是一種常用的技術(shù)。實(shí)驗(yàn)儀器】多普勒效應(yīng)綜合實(shí)驗(yàn)儀由實(shí)驗(yàn)儀，超聲發(fā)射/接收器，紅外發(fā)射/接收器，導(dǎo)軌，運(yùn)動(dòng)小圖2多普勒實(shí)驗(yàn)儀面板圖車，支架，光電門，電磁鐵，彈

6、簧，滑輪，砝碼及電機(jī)控制器等組成。實(shí)驗(yàn)儀內(nèi)置微處理 器，帶有液晶顯示屏，圖2為實(shí)驗(yàn)儀的面板圖。實(shí)驗(yàn)儀采用菜單式操作，顯示屏顯示菜單及操作提示，由？ ？ ？ ？鍵選擇菜單或修改參數(shù)，按“確認(rèn)鍵后儀器執(zhí)行。可在“查詢頁面，查詢到在實(shí)驗(yàn)時(shí)已保存的實(shí)驗(yàn)的 數(shù)據(jù)。操 作者只須按每個(gè)實(shí)驗(yàn)的提示即可完成操作儀器面板上兩個(gè)指示燈狀態(tài)介紹失鎖警告指示燈：亮，表示頻率失鎖。即接收信號較弱原因：超聲接收器電量缺乏 此時(shí)不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，須對超聲接收器充電，讓該指示燈滅;滅，表示頻率鎖定。即接收信號能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)充電指示燈：滅，表示正在快速充電；亮綠色，表示正在涓流充電；亮黃色，表示已經(jīng)充滿；亮紅色，表示

7、已經(jīng)充滿或充電針未接觸。電機(jī)控制器功能介紹1、電機(jī)控制器可手動(dòng)控制小車變換 5種速度；2、 手動(dòng)控制小車“啟動(dòng)，并自動(dòng)控制小車倒回；3、5只LED燈即可指示當(dāng)前設(shè)定速度，又可根據(jù)指示燈狀態(tài)反映當(dāng)前電機(jī)控制器與小車之間出現(xiàn)的故障。表1故障現(xiàn)象、原因及處理方法故障現(xiàn)象故障原因處理方法小車未能啟動(dòng)小車尾部磁鋼未處于電機(jī)控制器前端磁感應(yīng)范圍內(nèi)將小車移至電機(jī)控制器前端傳送帶未繃緊調(diào)節(jié)電機(jī)控制器的位置使傳送帶繃緊小車倒回后撞擊電機(jī)控制器傳送帶與滑輪之間有滑動(dòng)同上5只LED燈閃爍電機(jī)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)受阻如：傳送 帶安裝過緊、外力阻礙小車運(yùn) 動(dòng)，控制器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)排除外在受阻因素，手動(dòng)滑動(dòng)小車到控制器位置，恢復(fù)正常

8、使用實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】亠、驗(yàn)證多普勒效應(yīng)并由測量數(shù)據(jù)計(jì)算聲速讓小車以不同速度通過光電門，儀器自動(dòng)記錄小車通過光電門時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)速度及與之對應(yīng)的平均接收頻率。由儀器顯示的 f - V關(guān)系圖可看出速度與頻率的關(guān)系，假設(shè)測量點(diǎn) 成 直線，符合2式描述的規(guī)律，即直觀驗(yàn)證了多普勒效應(yīng)。用作圖法或線性回歸法 計(jì)算f - V直線的斜率k，由k計(jì)算聲速u并與聲速的理論值U0比擬，計(jì)算其百分誤差1、儀器安裝如圖3所示。所有需固定的附件均安裝在導(dǎo)軌上，將小車置于導(dǎo)軌上，使其能沿導(dǎo)軌自由滑動(dòng)，此時(shí)，水平超聲發(fā)射器、超聲接收器組件已固定在小車上、紅外接收器在同一軸線上。將組件電纜接入實(shí)驗(yàn)儀的對應(yīng)接口上。安裝完畢后，電磁鐵組件

9、放在軌 道旁邊，通過連接線給小車上的傳感器充電，第一次充電時(shí)間約68秒，充滿后儀器面板充電燈 變黃色或紅色可以持續(xù)使用45分鐘。充電完成后連接線從小車上取下，以免影響小車 運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)前須調(diào)好皮帶松緊度， 否那么實(shí)驗(yàn)將無法進(jìn)行。 皮帶的松緊度， 直接影響小車在導(dǎo) 軌 上運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量： 皮帶過松， 小車前進(jìn)距離很不正常， 因?yàn)閹?dòng)皮帶的主動(dòng)能與皮帶之間 打 滑， 小車自動(dòng)返回后與控制器存在碰撞， 有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)較為劇烈的碰撞； 當(dāng)皮帶過緊 時(shí) , 小車前進(jìn)速度較慢，也出現(xiàn)小車前進(jìn)距離較近，小車后退時(shí)，運(yùn)動(dòng)吃力，容易使控制 器進(jìn) 入保護(hù)狀態(tài)，出現(xiàn) 5 個(gè)發(fā)光二極管閃爍， 電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 此時(shí)手動(dòng)滑動(dòng)小車

10、到控 制器位置， 恢復(fù)正常使用。小車自動(dòng)后退完成后， 小車車體后端磁鋼距離控制器外表應(yīng) 在 1-15mm 之間。 如果不是這個(gè)距離，應(yīng)調(diào)節(jié)皮帶松緊度后，再做實(shí)驗(yàn)。考前須知：1安裝時(shí)要盡量保證紅外接收器、小車上的紅外發(fā)射器和超聲接收器、超聲發(fā)射器三者之間在同一軸線上，以保證信號傳輸良好；2安裝時(shí)不可擠壓連接電纜，以免導(dǎo)線折斷；實(shí)驗(yàn)儀開機(jī)后，首先要求輸入室溫。因?yàn)橛?jì)算物體運(yùn)動(dòng)速度時(shí)要代入聲速，而聲 速是溫度的函數(shù)。利用？ ？將室溫t C值調(diào)到實(shí)際值，按“確認(rèn)。然后儀器將進(jìn)行自動(dòng)檢測調(diào)諧頻率 f 0，約幾秒鐘后將自動(dòng)得到調(diào)諧頻率，將此頻率 f 0記錄下來，按“確認(rèn)進(jìn)行后面實(shí)驗(yàn)。3、測量步驟1 在液晶

11、顯示屏上，選中“多普勒效應(yīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，并按“確認(rèn)；2利用 ？ ？ 鍵修改測試總次數(shù)選擇范圍 510，因?yàn)橛?5 種可變速度，一般選 5次，按，選中“開始測試，但不要按“確認(rèn)；3 用電機(jī)控制器上的“變速按鈕選定一個(gè)速度。準(zhǔn)備好后，按“確認(rèn)，再按電機(jī)控制器上的“啟動(dòng)鍵，測試開始進(jìn)行，儀器自動(dòng)記錄小車通過光電門時(shí)的平均運(yùn)動(dòng)速度及與之對應(yīng)的平均接收頻率；4 每一次測試完成，都有“存入或“重測的提示，可根據(jù)實(shí)際情況選擇，“確認(rèn)后回到測試狀態(tài)，并顯示測試總次數(shù)及已完成的測試次數(shù)；5 按電機(jī)控制器上的“變速按鈕，重新選擇速度，重復(fù)步驟3、4；6 完成設(shè)定的測量次數(shù)后，儀器自動(dòng)存儲數(shù)據(jù)，并顯示f - V 關(guān)系圖

12、及測量數(shù)據(jù)。考前須知： 假設(shè)出現(xiàn)故障，請參見“故障現(xiàn)象、原因及處理方法予以排除4、數(shù)據(jù)記錄與處理由 f-V 關(guān)系圖可看出，假設(shè)測量點(diǎn)成直線，符合 2 式描述的規(guī)律，即直觀驗(yàn)證了多勒效應(yīng)。用作圖法或線性回歸法計(jì)算 f - V關(guān)系直線的斜率k。公式4為線性回歸法 計(jì)算k值的公式，其中測量次數(shù)i= 5,V Ji V f 卡 | k i 2i i i 或 k2 2Vi ViVi f2i n V2 fVi2 n V2(4)由k計(jì)算聲速u =f 0/ k，并與聲速的理論值比擬，聲速理論值由uo = 331 1 +仁/273米/秒計(jì)算，t c表示室溫單位C。測量數(shù)據(jù)的記錄是儀器自動(dòng)進(jìn)行的。在測量完 成后，只

13、需在出現(xiàn)的顯示界面用？鍵翻閱數(shù)據(jù)并記入表1中，然后按照上述公式計(jì)算出相結(jié)果并填入表格。關(guān)表2多普勒效應(yīng)的驗(yàn)證與聲速的測量力i那么量數(shù)吉線斜聲速測量值聲速理論百分誤差次數(shù)i12345k! (1/m)u=fo/ k(m/s)值Uo(m/s)(U- Uo)/ UoZ(m r -'f. (Hz)、研究自由落體運(yùn)動(dòng)，求自由落體加 速度讓帶有超聲接收器的接收組件自由下落，利用多普勒效應(yīng)測量物體運(yùn)動(dòng)過程中多個(gè)導(dǎo)時(shí)間點(diǎn)的速度，查看v-t關(guān)系曲線，并調(diào)閱有關(guān) 測量數(shù)據(jù)，即可得 出物體在運(yùn)動(dòng)過程中的速度變化情況，進(jìn)而計(jì)算自由落體加速度。門曲落1、儀器安裝與測量準(zhǔn)備儀器安裝如圖4所示。為保證超聲發(fā)射器與接收

14、器在一條垂線上，可用細(xì)繩栓住接收器組件，檢查從電磁鐵下垂時(shí)是否正對發(fā)射O器。假設(shè)對齊不好，可用底座螺釘加以調(diào)節(jié)。充電時(shí)，讓電磁閥吸住自由落體接收器組件，并讓該接收器組導(dǎo)軌底座及發(fā)生 圖4自由落體件上充電局部和電磁閥上的充電針九爪測試針接觸良好。2、測量步驟1 按，在液晶顯示屏上選中“變速運(yùn)動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)，并按“確認(rèn)；2利用？鍵修改測量點(diǎn)總數(shù)，選擇范圍8150 ；按，選擇采樣步距，按？ ？，修改采樣步距，選擇范圍10100ms。按，選中“開始測試；3 檢查失鎖警告指示燈“滅，“頻率鎖定后，按“確認(rèn)按鈕，電磁鐵斷電，接收器組件自由下落。測量完成后，顯示屏上顯示V-t圖，用？鍵選擇“數(shù)據(jù)， 閱讀并記錄測

15、量結(jié)果。4在結(jié)果顯示界面中用？鍵選擇“返回，按“確認(rèn)后重新回到測量設(shè)置界面。 可按以上程序進(jìn)行新的測量。3、數(shù)據(jù)記錄與處理將數(shù)據(jù)記入表3中，由測量數(shù)據(jù)求得 V-t直線的斜率即為重力加速度 g為減小偶然誤差，可作屢次測量，將測量的平均值作為測量值，并將測量值與理論值 比擬，求百分誤差；考慮到斷電瞬間，電磁鐵可能存在剩磁，第一次采樣數(shù)據(jù)的可靠性降 低，故從第2各采樣點(diǎn)開始記錄數(shù)據(jù)。采樣序號i23456789g(m/s 2)平均 值g(m/s2)理論值go(m/s2)百分誤差(g-g 0)/g。ti=0.05( i -1)(s)0.050.100.150.200.250.300.350.40Vi9.

16、8ViViVi表3自由落體運(yùn)動(dòng)的測量注：表3中ti =0.05 (i-1) , ti為第i次采樣與第1次采樣的時(shí)間間隔，0.05表示 采 樣步距為 50ms 。如果選擇的采樣步距為 20ms ，那么 ti 應(yīng)表示為 ti =0.02( i-1 ) 。依次 類推， 根據(jù)實(shí)際設(shè)置的采樣步距而定采樣時(shí)間。考前須知：接收器位 (1)須將“自由落體接收器保護(hù)盒套于發(fā)射器上，防止發(fā)接收器位射器在非正常操作時(shí)受到?jīng)_擊而損壞；聲源圖 5 運(yùn)功過 2)安裝自由落體接收器組件時(shí)，不可擠壓充電針太緊；3 )接收器組件下落時(shí)，假設(shè)其運(yùn)動(dòng)方向不是嚴(yán)格的在聲源與接收器的連線方向，那么a(為聲源與接收器連線與接收器運(yùn)動(dòng)方向

17、之間的夾角，圖 5 是其示意圖)在運(yùn)動(dòng)過程中 增 加，此時(shí)公式( 2)不再嚴(yán)格成立，由( 3)式計(jì)算的速度誤差也隨之增加，在數(shù)據(jù) 處理時(shí)， 可根據(jù)情況對最后幾個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行取舍。三、研究簡諧振動(dòng)當(dāng)質(zhì)量為 m 的物體受到大小與位移成正比，而方向指向平衡位置的力的作用時(shí)，假設(shè)d2x dtkx5)以 物體的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?x 軸，其運(yùn)動(dòng)方程為：x = Aocos wt由5式描述的運(yùn)動(dòng)稱為簡諧振動(dòng)，當(dāng)初始條件為t = 0時(shí)，x = Ao, V = dx/ dt =0，那么方程 5的解為：由6、 7式可見物體作簡諧振動(dòng)時(shí)，位移和速度都隨時(shí)間周期變化，式中GJ0 =k/m1/2，為振動(dòng)系統(tǒng)的固有角頻率測量時(shí)儀器

18、的安裝如圖 6，假設(shè)忽略空氣阻力，根據(jù)胡克定律，作用力與位移成正比，懸掛在彈簧上的物體應(yīng)作簡諧振動(dòng)，而5式中的k為彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)。1、儀器安裝與測量準(zhǔn)備儀器的安裝如圖6所示。將彈簧懸掛于電磁鐵上方的掛鉤孔中， 接收器組件的尾翼懸掛在彈簧上。接收組件懸掛上彈簧之后， 測量彈簧長度。加掛質(zhì)量為 m的砝碼，測量加掛砝碼后彈簧的伸長量 Ax,記入表4中，然后取下砝碼。由 m及Ax就可計(jì)算k。用天平稱量垂直運(yùn)動(dòng)超聲接收器組件的質(zhì)量M，由k和M就可計(jì)算3直 0。2、測量步驟:1 在液晶顯示屏上，按 選中“變速運(yùn)動(dòng)測量實(shí)驗(yàn)，并按“確認(rèn)；2利用？鍵修改測量點(diǎn)總數(shù)為150 選擇范圍8150 ，按，選擇采樣步距,

19、按？ ？，修改為100 選擇范圍50100ms ，按，選中“開始 測試；3將接收器從平衡位置垂直向下拉約20cm，松手讓接收器自由振蕩，然后按“確認(rèn)，接收器組件開始作簡諧振動(dòng)。實(shí)驗(yàn)儀按設(shè)置的參數(shù)自動(dòng)采樣，測量完成后， 顯示屏上出現(xiàn)速度隨時(shí)間變化關(guān)系的曲線；4在結(jié)果顯示界面中用 ？鍵選擇“返回，“確認(rèn)后重新回到測量設(shè)置界面，可進(jìn)行新的測量考前須知：接收器自由振蕩開始后，再按“確認(rèn)鍵3、數(shù)據(jù)記錄與處理查閱數(shù)據(jù)，記錄第1次速度到達(dá)最大時(shí)的采樣次數(shù) Nimax和第11次速度到達(dá)最大注：速度方向一致時(shí)的采樣次數(shù) Niimax，就可計(jì)算實(shí)際測量的運(yùn)動(dòng)周期 T及角頻率3,并可計(jì)算3與3的百分誤差。表4簡諧振

20、動(dòng)的測量M = kgm = kg xk=mg/cop=(k/MT=0.P1(N 113=2 n/百分誤差x)1/2N 1maxN 11maxmaxN1 max )T(3 (m)(kg/s 2)(i/s)(s)(1/s)3p )/ 3 p四、研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)，驗(yàn)證牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律質(zhì)量為M的接收器組件，與質(zhì)量為 m的砝碼組件包括砝碼托及砝碼懸掛于滑輪的兩端M>m ，系統(tǒng)的受力情況為:接收器組件的重力 gM ，方向向下。砝碼組件通過細(xì)繩和滑輪施加給接收器組件的力 gm ， 方向向上。摩擦阻力，大小與接收器組件對細(xì)繩的張力成正比，可表示為Cg aM，a 為加速度， C 為摩擦系數(shù)，摩擦力方向與

21、運(yùn)動(dòng)方向相反。系統(tǒng)所受合外力為 gM gmCgaM。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的總質(zhì)量為 M m J/R 2。J 為滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， R 為滑輪繞線槽半徑， J/ R2 相當(dāng)于將滑輪的轉(zhuǎn)動(dòng)等效于線性 運(yùn)動(dòng) 時(shí)的等效質(zhì)量。根據(jù)牛頓第二定律，可列出運(yùn)動(dòng)方程：gMgm Cga M = a M m J/ R28實(shí)驗(yàn)時(shí)改變砝碼組件的質(zhì)量 m,即改變了系統(tǒng)所受的合外力和質(zhì)量。 對不同的組合 測量 其運(yùn)動(dòng)情況， 采樣結(jié)束后會(huì)顯示 V-t 曲線，將顯示的采樣次數(shù)及對應(yīng)速度記入表 5 中 由 記錄的 t , V 數(shù)據(jù)求得 V-t 直線的斜率即為此次實(shí)驗(yàn)的加速度 a。8式可以改寫為：a = g 1 C M m / 1 C M +

22、m + J/ R29將表4得出的加速度 a作縱軸，1 C M m / 1 C M + m + J/ R2作橫軸作圖,假設(shè)為 線性關(guān)系,符合 9式描述的規(guī)律,即驗(yàn)證了牛頓第二定律,且直線的斜率應(yīng)為重力加速度。1、儀器安裝與測量準(zhǔn)備1儀器安裝如圖7所示，讓電磁閥吸住接收器組件，測量準(zhǔn)備同實(shí)驗(yàn)二按“確認(rèn)圖7驗(yàn)證牛頓第二定2利用?鍵修改測量點(diǎn)總數(shù)，選擇范圍 8150，推薦總數(shù)15，選擇采樣步距，并修改為100 ms 選擇范圍50100ms ，選中“開始測試；3按“確認(rèn)后，電磁鐵斷電，接收器組件拉動(dòng)砝碼作垂直方向的運(yùn)動(dòng)。測量完成 后，顯示屏上出現(xiàn)測量結(jié)果。4在結(jié)果顯示界面用？鍵選擇“返回，“確認(rèn)后重新回

23、到測量設(shè)置界面。改變砝碼質(zhì)量，按以上程序進(jìn)行新的測量3、數(shù)據(jù)記錄與處理采樣結(jié)束后顯示 V-t 直線，用 ? 鍵選擇“數(shù)據(jù)，將顯示的采樣次數(shù)及相應(yīng)速度記入表5中，t i為采樣次數(shù)與采樣步距的乘積。由記錄的 t、V數(shù)據(jù)求得V-t直線的斜率，就 是 此次實(shí)驗(yàn)的加速度 a。考前須知：1當(dāng)砝碼組件質(zhì)量較小時(shí)， 加速度較大， 可能沒幾次采樣后接收器組件已落到底，此時(shí)可將后期幾次的速度值舍去。2砝碼組件質(zhì)量較小時(shí)，加速度較大，由于慣性，砝碼組件將高過并碰撞滑輪，此 時(shí)，可系繩一端于砝碼組件底部，另一端系于底座調(diào)平螺釘上，繩長略小于 滑輪 與底座螺釘之間的距離。3當(dāng)砝碼組件質(zhì)量較大時(shí)，加速度較小，短時(shí)間內(nèi)環(huán)境影響較大，導(dǎo)致前期采樣數(shù) 據(jù)的可靠性偏低，故可從中間某適當(dāng)值開始記錄，且不同的砝碼組件下均連 續(xù)記 錄 8 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)