气垫导轨上碰撞瞬间的测量 碰撞过程的瞬态数字测量，把力传感器和现代数字测量技术结合起来，用以实现冲击 力的时间历程的数字测量。它既是基础训练的综合实验装置，也是一个实用性很强的通用 仪器。力传感器，电荷放大器和瞬态采集系统可广泛用于一般力学测量，冲击和振动研究。 【实验目的】 1.学会气垫导轨的原理和调整，挡光板和光电计时器的原理，瞬时速度的测量以及数 字毫秒计的使用。 2.获得碰撞发生时，冲击力随时间变化过程的物理图象，加深对动量、碰撞、冲量等 基本概念的认识。 3.得到从压电原理、传感器结构、信号调制等现代传感器技术的初步训练。 4.通过瞬态信号的记录以及它与实际物理量的转换关系的研究，体会数字技术的特点 和优越性。 5.通过编写简单程序，培养使用计算机进行实验数据处理的能力。 【实验原理】 碰撞和冲击通常是一个很短暂的时间过程，质点在碰撞前后的动量变化服从动量定理： mv-mF(dt (1) 传统的气垫导轨实验装置不能用来进行动量定理的实验测定和验证，主要困难是不能 进行冲击力的变化过程的瞬态测量。本系统采用压电晶体做成的力传感器完成力电信号的 转换，并经电荷放大器将其转化为电压输出。 我们只要测得电荷放大器的输出电压V(t),就可以知道碰撞过程中冲击力随时间的 变化关系F(t)。即： V (t)=GSoF (t), GSo为转换系数。 实验中获得的冲击力波形如图所示，它类似一个半正弦波。为了便于大家理解瞬时冲 量的计算，下面给出一组实测得到的数据及处理方法。 动量测量部分： 滑块上挡光杆间距△L=1.000cm 滑块质量M=0.2206Kg 碰撞前滑块通过光电门的挡光时间△t1=33.12ms气垫导轨上碰撞瞬间的测量 碰撞过程的瞬态数字测量，把力传感器和现代数字测量技术结合起来，用以实现冲击 力的时间历程的数字测量。它既是基础训练的综合实验装置，也是一个实用性很强的通用 仪器。力传感器，电荷放大器和瞬态采集系统可广泛用于一般力学测量，冲击和振动研究。 【实验目的】 1. 学会气垫导轨的原理和调整，挡光板和光电计时器的原理，瞬时速度的测量以及数 字毫秒计的使用。 2. 获得碰撞发生时，冲击力随时间变化过程的物理图象，加深对动量、碰撞、冲量等 基本概念的认识。 3. 得到从压电原理、传感器结构、信号调制等现代传感器技术的初步训练。 4. 通过瞬态信号的记录以及它与实际物理量的转换关系的研究，体会数字技术的特点 和优越性。 5. 通过编写简单程序，培养使用计算机进行实验数据处理的能力。 【实验原理】 碰撞和冲击通常是一个很短暂的时间过程，质点在碰撞前后的动量变化服从动量定理： =− ∫ （1） t dttFmvmv 0 0 )( 传统的气垫导轨实验装置不能用来进行动量定理的实验测定和验证，主要困难是不能 进行冲击力的变化过程的瞬态测量。本系统采用压电晶体做成的力传感器完成力电信号的 转换，并经电荷放大器将其转化为电压输出。 我们只要测得电荷放大器的输出电压 V（t），就可以知道碰撞过程中冲击力随时间的 变化关系 F（t）。即： V（t）=GS0F（t）， GS0为转换系数。 实验中获得的冲击力波形如图所示，它类似一个半正弦波。为了便于大家理解瞬时冲 量的计算，下面给出一组实测得到的数据及处理方法。 动量测量部分： 滑块上挡光杆间距ΔL=1.000cm 滑块质量 M=0.2206Kg 碰撞前滑块通过光电门的挡光时间Δt1=33.12ms 1