气垫导轨上的物理实验
大学物理气垫导轨实验报告
大学物理气垫导轨实验报告大学物理气垫导轨实验报告引言大学物理实验是培养学生科学实践能力的重要环节之一。
在本次实验中，我们进行了气垫导轨实验，通过观察和测量物体在气垫导轨上的运动情况，探究了摩擦力对物体运动的影响。
本实验不仅帮助我们巩固了物理学理论知识，还培养了我们的实验操作能力和数据处理能力。
实验目的本次实验的目的是研究物体在气垫导轨上的运动规律，通过测量和分析摩擦力对物体运动的影响，加深我们对摩擦力的理解。
同时，通过实验数据的处理和分析，培养我们的科学研究能力。
实验装置和原理实验装置主要包括气垫导轨、气源、物体、计时器等。
气垫导轨是一种利用气垫减小物体与导轨之间摩擦力的装置。
当气源通入导轨底部的气孔时，形成气垫，使物体在导轨上运动时减小了与导轨之间的摩擦力。
实验步骤1. 将气垫导轨平放在实验台上，并连接气源。
2. 将物体放置在导轨上，并用计时器记录物体从起点到终点的时间。
3. 重复实验多次，取平均值，提高实验数据的准确性。
4. 改变物体的质量，重复步骤2和3，记录不同质量下的运动时间。
实验结果通过多次实验，我们得到了不同质量下物体运动的时间数据，并进行了数据处理和分析。
实验结果显示，物体的质量对运动时间有一定的影响。
质量越大，物体在导轨上的运动时间越长。
这是因为摩擦力与物体质量成正比，质量越大，摩擦力越大，物体在导轨上的运动速度越慢。
讨论与分析通过本次实验，我们深入了解了摩擦力对物体运动的影响。
摩擦力是物体在运动过程中与其他物体接触产生的一种力，其大小与物体之间的接触面积和表面粗糙程度有关。
在气垫导轨实验中，气垫的存在减小了物体与导轨之间的接触面积，从而减小了摩擦力的大小，使物体在导轨上的运动更加顺畅。
然而，实验结果也存在一定的误差。
首先，气垫导轨的表面粗糙度和气垫的稳定性会对实验结果产生一定的影响。
其次，实验中的计时器精度也会对实验结果产生一定的误差。
为了提高实验结果的准确性，我们可以使用更加精确的计时器和更加稳定的气源，同时进行多次实验取平均值。
在气垫导轨上测加速度的实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除在气垫导轨上测加速度的实验报告篇一：大学物理实验气垫导轨实验报告气轨导轨上的实验——测量速度、加速度及验证牛顿第二运动定律一、实验目的1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。
2、在气垫导轨上测量物体的速度和加速度，并验证牛顿第二定律。
3、定性研究滑块在气轨上受到的粘滞阻力与滑块运动速度的关系。
二、实验仪器气垫导轨(Qg-5-1.5m)、气源（Dc-2b型）、滑块、垫片、电脑计数器(muJ-6b型)、电子天平（Yp1201型）三、实验原理1、采用气垫技术，使被测物体“漂浮”在气垫导轨上，没有接触摩擦，只用气垫的粘滞阻力，从而使阻力大大减小，实验测量值接近于理论值，可以验证力学定律。
2、电脑计数器（数字毫秒计）与气垫导轨配合使用，使时间的测量精度大3v??x?t?x?t4过s1、s离?sa?速度和加速度的计算程序已编入到电脑计数器中，实验时也可通过按相应的功能和转换按钮，从电脑计数器上直接读出速度和加速度的大小。
5、牛顿第二定律得研究若不计阻力，则滑块所受的合外力就是下滑分力，F?mgsin??mg定牛顿第二定律成立，有mgh。
假Lhh?ma理论，a理论?g，将实验测得的a和a理论进LL行比较，计算相对误差。
如果误差实在可允许的范围内（＜5％），即可认为（本地g取979.5cm/s2）a?a理论，则验证了牛顿第二定律。
6、定性研究滑块所受的粘滞阻力与滑块速度的关系实验时，滑块实际上要受到气垫和空气的粘滞阻力。
考虑阻力，滑块的动力hh学方程为mg?f?ma，f?mg?ma?m(a理论－a)，比较不同倾斜状态下的LL平均阻力f与滑块的平均速度，可以定性得出f与v 的关系。
四、实验内容与步骤1、将气垫导轨调成水平状态先“静态”调平（粗调），后“动态”调平（细调），“静态”调平应在工作区间范围内不同的位置上进行2~3次，“动态”调平时，当滑块被轻推以50cm/s左右的速度（挡光宽度1cm，挡光时间20ms左右）前进时，通过两光电门所用的时间之差只能为零点几毫秒，不能超过1毫秒，且左右来回的情况应基本相同。
大学物理气垫导轨实验操作
气垫导轨上的力学实验一、实验目的1、学会使用电脑计时器和气垫导轨。
2、测量平均速度和瞬时速度的大小。
3、测定加速度的大小。
二、实验仪器气垫导轨、弹簧、滑块、砝码钩、砝码、挡光板、天平、米尺、游标卡尺、倾斜垫块、光电计时器等。
三、实验原理1、速率的测定当质点所受的合外力为零时，将保持其运动状态不变：静止或作匀速直线运动。
若气垫导轨水平放置，滑块受重力和气垫的作用力，此二力的合力为零，滑块即在轨面上静止；若给滑块以某一初速度（忽略空气的阻力和气垫层的粘滞性摩擦力），滑块将在气轨上作匀速直线运动，即滑块通过相隔一定距离的二光电门时，有相同的速度。
由于滑块上二挡光片的距离不变，所以滑块通过二光电门时，数字计时器显示的时间间隔应相同。
在水平的气垫导轨端部的调节螺丝下面，垫进倾斜垫块，使气垫导轨倾斜。
滑块由倾斜了的导轨的高端下滑时作匀加速运动。
若导轨的倾角为α，不计空气的阻力和气垫层的粘滞性摩擦力，则滑块的加速度其中h 为倾斜垫块的厚度。
d 为端部调节螺丝到另二调节底脚螺丝连线的垂直距离。
滑块上的P 点随滑块从o 处静止下滑，经过路程S 到达A 点时应有的速度值为A v 由此，测出S 、h 、d ，可计算出P 点经过A 处时的瞬时速度A v 。
P 点经过A 处的瞬时速度也可据瞬时速度的定义来测量。
假设滑块经过A 处S ∆（滑块上二档光片前缘间的距离）距离经历的时间为t ∆，测出S ∆和t ∆，即可得P 点在A 处t ∆路程上的平均速度v S t∆=∆。
改变S ∆,S ∆越小，t ∆也越小，相应的平均速度v 就越接近于P 点在A 处的瞬时速度A v 。
因此，可测出不同S ∆值时所对应的t ∆值，求出相应的v ，作v －t ∆图，用图解法外推得P 点在A 处的瞬时速度v 的大小。
图1 速率的测定2、测定加速度的大小质量为M 的滑块，用丝线跨过气垫滑轮与砝码盘m 相连如图2。
若丝线张力为T ，气轨水平，气垫的粘滞性摩擦和空气阻力可以忽略，则有图2 测定加速度的大小M g －T=maT=Ma式中a 是滑块及砝码的加速度大小。
气垫导轨上的实验——弹簧振子的简谐振动
气垫导轨上的实验——弹簧振子的简谐振动导轨实验是物理学中非常重要的实验之一，这种实验可以帮助我们更好地理解物理学中的一些基本原理和概念。
本文将介绍气垫导轨上的实验——弹簧振子的简谐振动。
实验介绍气垫导轨是一种高精度的实验装置，采用此装置可以消除重力、摩擦等因素的影响，实现真正意义上的理想运动。
弹簧振子是物理学中的一种经典问题。
在本实验中，我们将利用气垫导轨上的弹簧振子来研究简谐振动的基本特征。
具体来说，我们将观察弹簧振子的振动周期、振幅等参数，分析这些参数与弹簧振子的基本特性之间的关系。
实验原理弹簧振子的运动可以近似地看作一种简谐振动。
简谐运动是指物体在恒定张力或弹力作用下，沿着一条直线或固定曲线做往返运动的一类运动形式。
弹簧振子的振动就是一种典型的简谐振动。
在弹簧振子的振动过程中，弹簧的弹性力是其运动的主导因素。
弹簧的弹性势能与其弹性形变的平方成正比，同时其弹性恢复力与其形变量成正比。
因此，我们可以通过测量弹簧振子的振幅与周期来确定弹簧的劲度系数和质量。
实验装置实验需要使用的装置有气垫导轨、弹簧振子、平衡砝码、计时器等。
实验步骤1.将弹簧挂在气垫导轨上。
2.调整弹簧长度和质量，使其达到稳定的振动状态。
3.测量弹簧振子的振幅和周期。
4.根据测量数据，计算弹簧的劲度系数和质量。
实验结果与分析弹簧振子的周期T可以通过震动次数n和时间t的比值来计算，即T = t / n。
根据数据处理结果发现，弹簧振子的周期与其物理参数（劲度系数k和质量m）有关系，其中周期与劲度系数成反比例关系，周期与质量成正比例关系，即：T ∝ 1 / kT ∝ m因为弹簧振子的振动是简谐振动，所以其振幅的大小与周期有关系，具体来说，振幅的大小与周期的平方根成反比例关系，即：结论本实验通过气垫导轨上的弹簧振子进行了简谐振动的研究。
结果表明，弹簧振子的周期与劲度系数成反比例关系，周期与质量成正比例关系，振幅的大小与周期的平方根成反比例关系。
气垫导轨实验
气垫导轨上的实验（综合）气垫导轨的基本原理是在导轨的轨面与滑块之间产生一层薄薄的气垫，使滑块“漂浮”在气垫上，从而消除了接触摩擦。
虽然仍然存在着空气的粘滞阻力，但由于它极小，可以忽略不计，所以滑块的运动几乎可以视为无摩擦运动。
由于滑块作近似的无摩擦运动，再加上气垫导轨与电脑计数器配套使用，时间的测量可以精确到0.01ms （十万分之一秒），这样， 就使气垫导轨上的实验精度大大提高，相对误差小，重复性好。
利用气垫导轨装置可以做很多力学实验，如测量物体的速度，验证牛顿第一定律；测量物体的加速度，验证牛顿第二定律；测量重力加速度；研究动量守恒定律；研究机械能守恒定律等等。
一、测量物体的速度，研究牛顿第一运动定律 二、测量物体的加速度，研究牛顿第二运动定律 三、测量重力加速度 实验目的：1、学习气垫导轨和电脑计数器的使用方法。
2、用气垫导轨装置测量本地的重力加速度。
实验仪器：气垫导轨（QG —1.5mm ）、气源（DC —2D ）、滑块、垫片、光电门、电脑计数器（MUJ —6B ）、游标卡尺（0.02mm ）、卷尺（2m ）。
实验原理:先将导轨调节成水平状态，然后再用垫片将导轨垫成倾斜状态。
设垫片高度为H ，导轨单脚螺丝到双脚螺丝连成的距离为Ｌ，滑块在导轨上所受的粘滞阻力忽略不计，则导轨所受的合外力就是重力的下滑分力，为：sin HF mg mgLθ==。
又根据牛顿第二定律，有F ma =，即Hmgma L=，所以 L g aH=。
实验时，在Ｈ不变的条件下多测几组a ，取平均值a ，则L g a H=。
实验内容与步骤：１、将气垫导轨调成水平状态先粗调（静态调平），后细调（动态调平）。
２、依次在单脚螺丝下垫1块垫片、2块垫片、3块垫片、4块垫片，逐渐改变倾斜高度H ，并用卡尺测量H 。
对于每个H 都测4次a ，取a ，求g 。
然后比较4个g ，看它们与本地g 的公认值的差别，哪一个与公认值相差最小。
气垫导轨物理实验报告
气垫导轨物理实验报告气垫导轨物理实验报告引言：气垫导轨是一种利用气体动力学原理实现物体悬浮并运动的装置。
本次实验旨在通过构建一个简单的气垫导轨系统，探究其运动特性和影响因素，并分析实验结果。
实验装置和步骤：实验装置由一条长约1米的导轨、一个小车、气垫装置和控制系统组成。
实验步骤如下：首先，将导轨平放在实验台上，并确保其表面光滑无瑕疵。
然后，将小车放置在导轨上，并确保其与导轨接触面光滑。
接下来，打开气垫装置，使其产生足够的气压，将小车悬浮在导轨上。
最后，通过控制系统控制小车的运动。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了以下现象和结果：1. 悬浮高度与气压关系：通过改变气垫装置的气压，我们发现小车的悬浮高度会随之变化。
当气压增加时，小车的悬浮高度也会增加，反之亦然。
这说明气压是控制小车悬浮高度的重要因素。
2. 悬浮稳定性与导轨表面光滑度关系：我们发现，导轨表面的光滑度对悬浮稳定性有着重要影响。
当导轨表面光滑度较高时，小车的悬浮稳定性也较高，反之亦然。
这说明导轨表面的光滑度对于保持小车的平稳悬浮至关重要。
3. 小车运动的摩擦力：在实验过程中，我们观察到小车在运动过程中会受到一定的摩擦力的影响。
摩擦力的大小与导轨表面的光滑度以及小车与导轨接触面的材质有关。
通过改变导轨表面的光滑度和小车与导轨接触面的材质，我们可以调节小车的摩擦力，从而影响其运动速度和加速度。
4. 小车的运动轨迹：我们通过控制系统控制小车的运动，观察到小车在导轨上呈现出直线运动、曲线运动以及加速和减速等特点。
这说明通过改变控制系统的参数，我们可以实现对小车运动的精确控制。
讨论和结论：通过本次实验，我们深入了解了气垫导轨的运动特性和影响因素。
实验结果表明，气垫导轨的悬浮高度受气压控制，悬浮稳定性受导轨表面光滑度影响，小车的运动受摩擦力和控制系统参数的影响。
这些结果对于气垫导轨的设计和应用具有重要意义。
然而，本次实验仅仅是对气垫导轨的基础特性进行了初步探究，还有许多问题需要进一步研究和实验验证。
在气垫导轨上验证动量守恒定律实验报告
在气垫导轨上验证动量守恒定律实验报告实验目的：验证动量守恒定律在气垫导轨上的适用性，并通过实验结果分析动量守恒定律的物理意义。
实验原理：动量守恒定律是指在一个系统内，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
即：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'。
其中，m为物体质量，v为物体速度。
气垫导轨是利用气体分子间碰撞产生的反作用力支持物体运动的一种装置。
当气体分子与物体碰撞时，会产生反作用力使物体悬浮在气垫上运动。
实验步骤：1. 将两个小车放置在气垫导轨上，一个小车静止不动，另一个小车以一定速度向静止小车运动。
2. 记录两个小车运动前后的速度和质量，并计算它们的初末动量。
3. 根据动量守恒定律计算出两个小车碰撞后的速度和动量。
4. 重复以上步骤多次，取平均值并记录数据。
实验结果：根据实验数据统计可得，两个小车碰撞前后总动量保持不变，符合动量守恒定律。
在碰撞前，小车1的质量为0.2kg，速度为0m/s；小车2的质量为0.3kg，速度为0.4m/s。
在碰撞后，小车1的速度为0.24m/s，小车2的速度为0.16m/s。
实验分析：通过实验结果可以看出，在气垫导轨上进行动量守恒定律实验是可行的。
由于气垫导轨能够减少摩擦力对实验结果的影响，使得实验数据更加准确。
动量守恒定律是一个非常重要的物理定律，在物理学中有着广泛应用。
例如在弹道学、机械运动学、电磁学等领域都有着重要作用。
结论：通过本次实验验证了动量守恒定律在气垫导轨上的适用性，并对动量守恒定律进行了一定程度上的物理分析。
此外，本次实验也展示了气垫导轨在物理实验中的优越性和应用价值。
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》[1]
大学物理实验《用气垫导轨验证动量守恒定律》[1]动量守恒定律是经典力学中一条重要的定律，它表明在一个孤立系统中，对于每个物体，其动量在时间上是守恒的，即在碰撞过程中，两个物体的总动量保持不变。
为进一步验证动量守恒定律，本实验使用气垫导轨进行了实验并得到相关结果。
一、实验原理1. 动量的定义动量被定义为一个物体的质量与速度的乘积。
即$$p = mv$$其中，p是动量，m是质量，v是速度。
2. 动量守恒定律动量守恒定律是指，在一个孤立系统中，所有物体的总动量在时间上守恒。
即$$\sum p_i = \sum p_{i}^{\prime}$$其中，i表示碰撞前的物体，i'表示碰撞后的物体。
二、实验仪器本实验使用了气垫导轨、气垫滑块、光电探测器和电脑等仪器。
三、实验步骤1. 实验前的准备在实验开始前，需要将气垫导轨用棉布擦拭干净，以保证平滑度。
同时，需将气垫导轨仪器静置20~30分钟，让气压平衡后才能进行实验。
2. 开始实验首先将准备好的气垫滑块放在导轨的一端，并确定其初始速度。
接着，用光电探测器测量气垫滑块移动的距离和时间，从而得到其初速度和末速度。
最后，用计算机处理数据并分析结果，验证动量守恒定律。
四、实验结果通过实验，我们得到了以下数据：初始速度v1 = 0.54 m/s根据实验数据，我们可以计算出两个滑块碰撞前后的动量。
碰撞前，两个滑块的动量分别为：p1 = m1 v1 = 0.7×0.54 = 0.378 kg m/s碰撞后，两个滑块的动量分别为：根据动量守恒定律可以得知，碰撞前后两个滑块的总动量应该保持不变，即：p1 + p2 = p1' + p2'0.851 = 0.277通过计算可以发现，计算结果不相等（右侧结果=0.277<左侧结果=0.851），这可能与实验中存在的误差有关。
错误的部分可能来自于对初始速度和末速度的测量误差，以及计算过程中的近似假设，例如滑块在运动过程中受到的阻尼力等。
《大学物理实验》2-04 气轨上的实验
2.2） 检查电源开关处于 OFF 位置。
2.3） 将电源线插头插入测时器电源插座上，另一端插入交流 220V 插座。
3． 使用步骤
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3.1） 将测时器电源开关按至 ON 位置。出现 HELLO 显示。
3.2） 功能选择
显示 HELLO 时按选择应出现： 1pr
以后每按一次选择键应分别出现：
2pr ，3－V ，4－V ，5A ，6pd ，7Fr ，8CC ，9EV
实验 4.1 验证牛顿第二定律
一．实验目的
1．学会测量物体的速度和加速度。 2．验证牛顿第二定律。
二．实验原理
m1
m2
图8
如图 8 所示，设滑行器的质量（包括挡光片、弹射器、搭扣等附件）为m1，砝码盘与 砝码盘内砝码的质量为m2，略去阻力和滑轮质量,设细线的张力为T，根据牛顿第二定律
70
⎩⎨⎧Tm2=gm−1Ta = m2a
图1
65
1.导轨。 导轨（如图 1 所示）是一根固定在钢架上的三角形金属空腔管，在空腔管的侧面钻有 数排等距离的小孔。空腔管的一端封闭，另一端通过塑料管与气泵相连。气泵将压缩空气 送入空腔管后，再从小孔高速喷出。在导轨上安放滑块，在滑块的上下部间便形成了一定 的压力差，这个压力差超过滑块本身的自重时，滑块便浮起；在导轨下装有调节水平用的 底脚螺丝和用于测量光电门位置的标尺。 2．滑块 滑块由角铁制成，其内表面可以与导轨的两个侧面密合。当气流从导轨上的小孔中高 速喷出时，在滑块和导轨(图 2 所示)之间形成很薄的空气层，使滑 块悬浮在导轨上，一般气膜厚度大约 10 ～ 200 微米之间，故此 滑块可以在导轨上近似无摩擦的直线运动。滑块中部的上方水平 安装着挡光片，与光电门和计数器相配合，测量滑块经过光电门 的时间或速度。滑块上还可以安装配重块（用以改变滑块的质量）、 弹性碰撞器（弹簧）、非弹性碰撞器（像皮泥）等配件，用于完成 不同的实验。 3. 气垫导轨的调平 将气垫导轨放置在实验桌上，接通并开启气源，将一滑块放置 在导轨的中点及距离两端 1/2 处。调节气垫导轨的高度调节旋钮，使旋钮的上边缘处于高 度标尺 0 处，调节横向水平调节旋钮，使滑块基本静止在气轨中部或作不定向的游动。 注意在调节横向水平调节旋钮时，尽量使导轨横向水平，一般实验中可通过目测，使导轨 横向水平。 4. 气垫导轨滑轮的使用 将滑轮组件上有圆缺口朝上，铜杆插入气垫导轨一端的发射架上的孔内，通过目测旋 转滑轮使滑轮垂直向下，然后旋紧发射架上的紧固螺丝旋钮，固定滑轮组件。 用一根细线（长度根据实验要求）一端穿过滑块上部两端的连接片上的小孔并打结（活 结），另一端和法码盘连接，将细线跨过已安装在气垫导轨上的滑轮槽内，当接通电源时， 浮起的滑块即在外力（法码盘）的作用下运动。 5. 遮光片的选用 遮光片有两种形式，即无槽的 S1 型和有槽的 S2 型。遮光片安装在滑块上，遮光片 的槽口应放入滑块的顶部，再用螺丝旋钮旋紧固定。遮光片要经过光电门中间（图 3）。应 当注意，选用的遮光片的形式应与数字测时器功能的选择一致。 6. 发射架－用来获得滑块的基本相同的初速度 7. 碰撞弹簧的修整 滑块两端的弹簧与气轨端座的弹簧碰撞必须呈对心碰撞。如果 碰撞偏斜，滑块运动时就会左右摇摆，造成能量损失，产生较大 的实验误差。气垫导轨采用低噪声气源与其配套，将气源的软管 与气垫导轨的进气接口接上，启动气源，气轨表面的小孔即能喷气，在一般情况下，这样 即能使用。 （三）光电测量系统
气垫导轨上的实验
实验五气垫导轨上的实验【实验简介】力学实验中，摩擦力的存在使实验结果的分析处理变得很复杂。
采用气垫技术能大大地减小物体之间的摩擦，使得物体作近似无摩擦的运动，因此在机械、纺织、运输等工业领域都得到了广泛的应用。
利用气垫技术制造的气垫船、气垫输送线、空气轴承等，可以减小机械摩擦，从而提高速度和机械效率，延长使用寿命。
在物理实验中采用现代化的气垫技术，可使物体在气垫导轨上运动，由于气垫可以把物体托浮使运动摩擦大大减小，从而可以进行一些精确的定量研究以及验证某些物理规律。
气垫船之父—克里斯托弗·科克雷尔英国电子工程师（1910——1999）克里斯托弗·科克雷尔在船舶设计中发现海水的阻力降低了船只的速度，于是兴起了要“把船舶的外壳变为一层空气”的念头。
1953年，他利用这个原理制造了一条船，从船底一排排的喷气缝射出空气，形成气垫把船承托起来，即气垫船。
可以说他是气垫技术创始人。
气垫技术现已广泛应用于各方面。
实验实习一测量速度、加速度及验证牛顿第二定律【实验目的】1、熟悉气垫导轨和电脑计时器的调整和操作；图5-1（a）气垫船（b）科克雷尔2、学习在低摩擦条件下研究力学问题的方法；3、用气垫导轨测速度、重力加速度,验证牛顿第二定律。
【实验仪器及装置】气垫导轨（QG-5-1.5m型）及附件、电脑通用计数器(MUJ-6B型)、光电门、气源（DC-2B 型）、电子天平（YP1201型）、游标卡尺（0.02mm）及钢卷尺（2m）等气垫导轨是一个一端封闭的中空长直导轨，导轨采用角铝合金型材，表面有许多小气孔，压缩空气从小孔喷出，在物体滑块和导轨间产生0.05～0.2mm厚的空气层，即气垫。
为了加强刚性，不易变形，将角铝合金型材固定在工字钢上，导轨长度在1.2～2.0m之间，导轨面宽40mm上面两排气孔孔径0.5～0.9mm。
全套设备包括导轨、起源、计时系统三大部分。
结构如图5-1-1所示。
光电门角铝合金型材轨面反冲弹簧工字钢底座进气管图5-1-1 气垫导轨实物图【实验原理】1、瞬时速度的测量物体作直线运动，在t ∆时间内经过的位移为x ∆，则物体在t ∆时间内的平均速度为t xv ∆∆=，当t ∆0→，我们可得到瞬时速度 tx v t ∆∆=→∆0lim 。
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（3）测量滑块运动的加速度
在实验中使用的毫秒计只能从0时刻开始计时，运动方程为：
v v0 at
2 2 0
1 2 s v0t at 2
v v 2as
实验时，让滑块由导轨最高端（或某一固定位置）静 止自由下滑，即可测得不同位置S0 , S1,S2,．．．．．处 各自相应的速度和加速度值，如图所示。
四、实验内容与操作步骤
（一）验证动量守恒定律
A、在弹性碰撞情形下
(1) 在质量相等（即m1=m2）的两个滑块上，分别装上弹性碰撞器。 (2) 将滑块m2置于两个光电门之间，令其初速度等于零。将滑块 m1 放在气轨任一端，令其运动，经过第一个光电门记录碰前速度为 v10。两滑块相碰后，m2滑块 以速度 v2向前运动，滑块 m1以 速度v1运动，测出两滑块碰后运动速度v1和v2。
三、实验原理
（1）验证动量守恒定律
动量守恒定律有
m1v10 m2v20 m1v1 m2v2
A: 弹性碰撞:弹性碰撞的特点是碰撞前后系统的动量守恒，机械能也守恒 。
1 1 1 1 2 2 2 2 m1v10 m2 v20 m1v1 m2 v2 2 2 2 2
B: 完全非弹性碰撞 :如果两个滑块碰撞后一起以相同的速度运动而不分开， 就称为完全非弹性碰撞。碰撞前后系统的动量守恒，但机械能不守恒。
7.不做实验时,导轨上不准放滑行器和其它东西。
六、思考与讨论
1．用平均速度代替瞬时速度的依据是什么？必须保证 哪些实验条件？ 2．如果没有天平，我们是否能用气轨与存储式数字毫 秒计来测出物体质量？简述其步骤。 3．如果滑块在运动中受到一定的阻力作用，那么实验 测得的加速度是否为滑块真实的加速度（在误差范围 内）？为什么？ 4．当分别改变本实验的某一条件（如滑块以不同的初 速度下滑，滑块上附加重物，改变导轨的倾斜度）时， 对滑块的加速度是否影响？分析加速度的大小与哪些 因素有关。
a g sin g
3、验证牛顿第二定律
h L
五、注意事项
1.气孔不喷气时，不准将滑行器在导轨上来回滑动。
2.每次实验前,都要把气轨调到水平位置。包括纵向和 横向水平。否则滑行器就不能顺利地滑行。 3.气轨表面不允许有尘土污垢，使用前需用干净棉花蘸 酒精将轨面和滑行器内表面擦净。
4. 接通气源后，须待导轨空腔内气压稳定、喷气流量 均匀之后，再开始做实验。
5. 导轨与滑行器配合很严密，轨面和滑行器内表面有良好的 直线度、平面度和光洁度。所以，轨面和滑行器内表面要 防止磕碰、划伤和压弯。 6.在气垫导轨上做实验时，配合使用的另附件很多，要注意 将零附件放在专用盒里,不要弄乱。尤其各种螺旋弹簧， 纠缠 在一起后很不容易分开，软弹簧还容易损坏。轻质 滑轮、挡光框以及一些塑料零件，要防止压弯、变形、折 断。
(3) 重复（2）步，进行多次测量。
(4) 列表记录弹性碰撞前后的各个速度，计算碰撞前后的总动量。 (5) 验证1=m2 ）的两个滑块上，分别装上完全 非弹性碰撞器（尼龙塔）。 （2）将滑块m2置于两个光电门之间，令其初速度等于零。将 滑块 m1放在气轨任一端，令其运动，经过第一个光电门记 录碰前速度为 v10。两滑块相碰后，两滑块 以相同的速度 v 向前运动，当m2经过第二个光电门时记录的速度就是两滑 块相撞后的速度v。 （3）重复（2）步，进行多次测量。 （4）列表记录弹性碰撞前后的各个速度，计算碰撞前后的总 动量。 （5）验证动量守恒定律。
气垫导轨上的物理实验
求是中楼202
内容介绍
实验仪器简介 实验目的 实验原理 实验内容与操作步骤
注意事项
思考与讨论
一、实验仪器简介
气垫导轨由导轨、滑行器及有关实验附件组成。利用小型 气源将压缩空气送入导轨内腔，空气再由导轨表面上的小 孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气 垫层。滑行器就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能 在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了由于摩 擦力引起的误差。
（2）测量滑块运动的瞬时速度
物体做直线运动时，其瞬时速度定义为：
s ds v lim t 0 t dt
根据这个定义，瞬时速度实际上是不可能测量的。因为当 时，同时有，测量上有具体困难。我们只能取很小的及相 应的，用其平均速度来代替瞬时速度，即
s v t
尽管像这样用平均速度代替瞬时速度会产生一定误差，但只要 物体运动速度较大而加速度又不太大，这种误差也不会太大。
存储式数字毫秒计与数字计时器
存储式数字毫秒计与存储式数字计时器具 有存储功能，可做计时、计数等使用。它 还可与J2125型气垫导轨配合使用，来测量 速度、加速度等物理量，并直接显示实验 的速度和加速度的值。
二、实验目的
熟悉气轨的构造、性能，掌握气轨的调节 及操作方法。 学习在气轨上测定速度加速度。 验证牛顿第二定律。 掌握数字毫秒计，正确记录数据。
（二）验证牛顿第二定律
1、测量滑块在倾斜导轨上作匀加速直线运动时任一位置处的瞬时速度v （1）在倾斜导轨上任一位置处放置一光电门。 （2）使滑块从导轨最高处（或某一固定位置）静止自由下滑，由存储式 数字毫秒计测出滑块经过光电门的速度，进行多次测量，取平均值。 （3）改变滑块的位置，再自由释放，然后重复步骤（2）。 2、加速度的测量 （1）在倾斜气轨上任意两个位置处放置两个光电门。 （2）使滑块从导轨最高处（或某一固定位置）静止自由下滑，由存储式 数字毫秒计测出滑块在两个光电门之间经过时的加速度a，进行多次 测量，取平均值。 （3）改变滑块位置，再自由释放，然后重复步骤（2）。