36 7 Vol.36 No.7

第 卷第 期 大 学 物 理

2017 7 COLLEGE PHYSICS July 2017

年 月

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物理实验

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利用阻尼振动测量气垫导轨阻尼系数的新思路

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黄育红 张锁宾 周文飞 杨宗立 张宗权

( , 7 10 119)

陕西师范大学物理学与信息技术学院 陕西西安

: ,

摘要 利用气垫导轨上两根弹簧连接滑块做阻尼振动的模型 通过求解阻尼振动方程推算得到了滑块运动的最大速度衰

, . , , ,

减式 从而求得气垫导轨的阻尼系数 此外 从品质因数的角度推算阻尼系数的计算式 在阻尼很小时 该方法可视为最大速

. , 、 ,

度衰减法的近似 通过气垫导轨阻尼振动实验 测量振幅 周期和光电门遮光时间等物理量 利用最大速度衰减和品质因数法

. , ,

得出阻尼系数的值非常接近 进一步对做阻尼振动的滑块拍摄视频 通过慢放视频得到其振动过程中振幅的衰减值 利用最

, ,

大振幅衰减法计算出阻尼系数 所得结果与上述两种方法的数值符合较好 从另一个角度证明了本文提出的最大速度衰减法

, 、 、 ,

和品质因数法测阻尼系数的可靠性 该类方法在实验中易于操作 实践性强 所得结论可靠 为气垫导轨阻尼系数的测量提供

了一种新的思路.

: ; ; ; ;

关键词 阻尼振动 阻尼系数 速度衰减 品质因数 气垫导轨

中图分类号:O 4-34 文献标识码:A 文章编号:1000-07 12 (2017)07-0028-05

【DOI 】10.16854 /j .cnki.1000-07 12.2017.07.009

在普通物理实验中 气垫导轨系统可创造一种 在第一类利用动力学或运动学方法测量气垫导

, 、 、 、 轨的阻尼系数方面,已有研究大都是利用加速度恒

近似无摩擦的环境 借助通用计数器 滑块 天平 焦

[1]

、 定的状态进行阻尼系数的测量. 1991 年时崇山 在

利氏秤 不同种类的弹簧及其他各种配件等可设计

, 、 、 、

完成数十种实验 包括速度 加速度测量 碰撞研究 实验中利用运动学公式提出了用复测法测量气垫导

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