气垫导轨在力学试验中的应用

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1、附件5：表5合肥师范学院本科生毕业论文（设计）开题报告装订线（学生用表）课题力学实验中气垫导轨的应用研究系部物理系专业物理学学科物理学学生詹康指导教师赵敏（1、内容包括：课题的来源及意义，国内外发展状况，本课题的研究目标、内容、方法、手段及进度安排、实验方案的可行性分析和已具备的实验条件、具体参考文献等。2、撰写要求：字体为宋体、小四号，字数不少于1500字。）一.课题的来源和意义：（1）来源：课堂教学（2）意义：普通物理实验的力学部分通常是验证性实验，如重力加速度的测量、动量守恒的验证，但由于摩擦力的影响

2、和测量方法的不够精确，往往难以给出理想的验证和演示。鉴于摩擦带来的巨大影响，我们总想尽量减少摩擦。在伽利略的理想实验中，就是让小球在光滑的斜面上滑动用于减少摩擦从而使结果更具说服力；生活中减少摩擦力的方法也有很多，例如变滑动为滚动，分离摩擦面等。物理实验中常用气垫导轨来减小摩擦，使力学实验获得良好的效果。深入研究气垫导轨在力学实验中的应用，首先，助于学生了解该仪器的构造、原理及注意事项，理解物理实验中引入气垫导轨的原因。其次，学生在进行验证牛顿第二定律、动量守恒定律和机械能守恒定律、简谐振动的实验中能够把所

3、学知识连贯起来，从而对误差的分析以及提高测量精确度有一定的帮助。最后，通过该课题的研究可以很好的抓住这几个实验的重点问题，提高实验教学的效果。二.国内外发展状况：对于气垫导轨的研究目前国内外主要从实验系统误差分析与修正，对于大家熟悉的方法的改进及气垫导轨实验的拓展这几方面来研究。气垫实验中常见的影响较大的系统误差有如下几方面：1、粘滞性摩擦阻力所引起的系统误差；2、光电计时中的误差3、平均速度代替瞬时速度引起的系统误差，导轨不平因素所引起的误差。对于这些误差，赵世武老师在2003年3月做了很好的总结。而对于

4、实验的改进，主要在1、实验装置的改进2、在气垫导轨上测量加速度的方法的改进3、气垫导轨验证机械能守恒定律的改进4、气垫导轨验证动量守恒定律的改进这4方面做了相应的研究。邓正才老师于2006对这方面做了研究与总结。除了人们熟知的几种实验，气垫导轨在刚体转动惯量测定实验中的应用以及脊髓撞击损伤实验模型的设计也被研究。三.研究目标：本文分析力学实验中引入气垫导轨的原因、具体运用原理、实验内容。再进行测量方法、计算方法、数据处理方法的改进。通过对气垫导轨应用实验的原理与测量方法的分析，掌握减少误差的方法。四.内容：

5、（1）探究气垫导轨在牛顿第二定律、动量守恒和机械能守恒、简谐振动中的应用（2）对气垫导轨在牛顿第二定律、动量守恒和机械能守恒、简谐振动中三个实验中用到的测量方法、计算方法、数据处理进行归纳总结以及进行比较，以及误差产生的原因进行分析，并对实验中存在的问题进行改进。做基础的验证牛顿第二定律实验，并对实验数据进行处理，误差的分析与修正五.进度安排：开题阶段：（1）收集材料，了解相关知识及背景：2012.2.22—2012.2.27（2）2012.2.28—2012.3.5论文的内容，目标，方法，手段的确定；（3

6、）2012.3.6—2012.3.15撰写开题报告，安排时间进程，并准备开题报告答辩；中期报告阶段：(1)2012.3.16—2012.3.22写论文提纲，构建整个论文框架；（2）2012.3.23—2012.3.28完成论文初稿；（3）2012.3.29—2012.4.4初稿的修改完善，完成论文的二稿；（4）2012.4.5—2012.4.15进一步完善，并且准备中期报告的答辩；答辩阶段：（1）2012.4.16—2012.4.18调整论文格式；（2）2012.4.19—2012.5.14在老师的指导下，

7、对整个论文进行审查，定稿；（3）2012.5.15—2012.5.28整理论文相关资料，准备论文答辩。六.参考文献：[1]任隆良谷晋骐.物理实验[M]天津.天津大学出版社（2003年版）97—115页[2]陈春丽.气垫导轨在力学实验探究中的两个妙用[J]2007.1-4页[3]邹来智.气垫导轨实验的改进[J]1997.1-4页[4]杨述武.普通物理实验[M]北京：高等教育出版社，1983105-130页[5]王娜娜.气垫导轨上的设计性实验的研究[J]2010[6]罗晓青.气垫导轨实验中的误差分析及处理[J]

8、.现代机械，2008.1-3页[7]娄增文.气垫导轨验证动量守恒定律的改进[J].中专物理教学，1994,1-4页选题是否合适：是否课题能否实现：能不能指导教师（签字）年月日选题是否合适：是否课题能否实现：能不能指导小组组长（签字）年月日注：本表不够可增加空白页。