气垫导轨测重力加速度
大学物理设计性实验实验题目气垫导轨测重力加速度辅导教师专业班级姓名学号气垫导轨测重力加速度【试验目的】:1．研究测重力加速度的方法；2．测量本地区的重力加速度。
【实验原理】：当气轨水平放置时，自由漂浮的滑块所受的合外力为零，因此，滑块在气轨上可以静止，或以一定的速度作匀速直线运动。
在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为L 的挡光板，当滑块经过设在某位置上的光电门时，挡光板将遮住照在光敏管上的光束，因为挡光板宽度一定，遮光时间的长短与滑块通过光电门的速度成反比，测出挡光板的宽度L 和遮光时间Δt ，则滑块通过光电门的平均速度为：V=L ／Δt若挡板很小，则在挡光范围内滑块的速度变化也很小，故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。
挡板越小，则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度，显然，如果滑块作匀速直线运动，则滑块通过设在气轨任何位置的光电门时瞬时速度都相等，毫秒计上显示的时间相同，在此情形下，滑块速度的测量值与挡板的大小无关。
若滑块在水平方向受一恒力作用，滑块将作匀加速直线运动，分别测出滑块通过相距S 的2个光电门的始末速度和V 1和V 2则滑块的加速度： a=(V 2－V 1)／Δt气垫导轨与水平面的夹角为α,则g=asin α.但是,滑块运动时的空气阻力忽略的话，实验结果的误差会相对大一些，所以这里不能消除。
不论滑块在气轨上从上向下，还是从下向上运动都有空气阻力f ，且f 不是常数，）（v f f =。
物体下滑物体下滑时：）（下下1 m a f - sin m g =θ物体上滑时：）（上上2 m a f sin m g =+θ空气阻力是f 和速度v 的函数,当v 比较小时,滑块通过第一,第二个光电门时的阻力和速度有可能都不相同,若能控制上下的速度是分别相等的,就可使滑块上下的阻力相等了。
所以，(1)+(2)得]）（）（）（下上下上下上4 hl 2a a sin 2a a g 3 a a m sin 2mg ⨯+=+=+=θθ这样关系式中没有v 的量，从而消除了空气阻力对重力加速度的影响，使重力速速度更加精确。
【实验仪器及其使用介绍】：气垫导轨、数字毫秒计、滑块、游标卡尺、垫块。
一、气垫导轨气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。
实物如下图所示：它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 减小了以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。
使实验结果接近理论值。
配用数字计时器或高压电火花计时器记录滑行器在气轨上运动的时间，可以对多种力学物理量进行测定，对力学定律进行验证。
1、导轨导轨是用三角形铝合金材料制成。
可以调整其平直度，常把它用螺丝固定在工字钢上，导轨长1.50~2.20 m ，两侧面非常平整，并且均匀分布着许多很小的气孔。
导轨一端封闭，上面装有定滑轮，另一端有进气嘴，通过皮管与气源相连。
当压缩空气进入导轨后，从小气孔喷出，在导轨和滑块之间形成空气层，导轨和滑块两端都装有缓冲弹簧，使滑块可以往返运动。
工字钢底部装有3个底脚螺丝，用来调节导轨水平，或将垫块放在导轨底脚螺丝下，以得到不同的斜度。
2、滑块滑块装置滑块是在导轨上运动的物体，一般用角铝制成，内表面经过细磨，能与导轨的两侧面很好的吻合。
当导轨中的压缩空气由小孔喷出时，垂直喷射到滑块表面，它们之间形成空气薄层，使滑块浮在导轨上（图2.12-5）。
根据实验要求，滑块上可以安装挡光板、重物或砝码。
滑块两端除可装缓冲弹簧外，也可装尼龙搭扣及轻弹簧。
3、光电转换装置光电转换装置光电转换装置又称光电门，由聚光灯泡和光敏管组成。
聚光灯泡的电源由数字毫秒计供给，图2.13-5光电转换装置只要接通毫秒计电源开关，聚光灯泡即可点亮，发出的光束正好照在光敏管上，光敏管与数字毫秒计的控制电路连接。
当光照被罩住时，光敏管电阻发生变化，从而产生一个电信号，触发毫秒计开始计时；当光照恢复或光照又一次被遮住（视数字毫秒计的工作状态而定），又产生一个电信号，使毫秒计停止计时。
毫秒计显示出一次遮光或两次遮光之间的时间间隔。
4、注意事项气轨是一种高精度实验装置，导轨表面和滑块内表面有较高的光洁度，且配合良好。
因此，各组导轨和滑块只能配套使用，不得与其他组调换，实验中要严防敲碰、划伤导轨和滑块（特别是滑块不能掉在地上）；不得在未通气时就将滑块在导轨上滑动，以免擦伤表面；使用完毕，先将滑块取下再关气源；导轨和滑块表面有污物或灰尘时，可用棉纱沾酒精擦拭干净；导轨表面气孔很小，易被堵塞，影响滑块运动，通入压缩空气后要仔细检查，发现气孔堵塞，可用小于气孔直径的细钢丝轻轻捅通；实验完毕，应将轨面擦净，用防尘罩盖好。
二、数字毫秒计数字毫秒计时器简称为数字毫秒计。
是一种能够准确测量横断时间间隔的及时毫秒计，测量的最短时间间隔可达到百万分之一秒（0.1ms）。
实验室通常配用的是MUG-5C型的数字毫秒计，它采用cmos集成电路，利用石英晶体稳定的震荡特性产生10kz电脉冲，即每秒钟内产生一万个脉冲，两个脉冲之间的间隔是一万分之一秒。
我们把相邻脉冲的时间间隔称之为时基。
振荡经分频后，除保留10kz脉冲外，还得到1kz电脉冲。
由三者构成时基脉冲信号（即时基分别为0.1ms，1ms和10ms）。
用这些脉冲在开始计数和停计数的时间间隔内推动计数器计数，即一个脉冲一个数。
从停止到计这一段时间计数器的所记的数由显示窗口显示出来。
由此得时间为数字窗显示的数值乘以时基。
实物如下图所示：其各建名称及其功能如下:控制方式选择开关：该开关上标有“机控”·“光控”。
机控是指用机械接触来控制开关的通与开，从而控制毫秒机的及时与停机；光控是指用光信号控制计时与停计。
本实验用光控及时方法，即测量须将选择开关拔至光控一端。
计时方式选择开关：开关上标有“A”和“B”。
选择开关置于A时，毫秒计的计时时间显示的时光照被遮挡时开始计时，遮挡结束时计时停计。
当选择开关置于B时，毫秒级显示的是光敏管被两次遮挡的时间间隔，即迈着当任何一只光敏管时，计时开始，当任何一只光敏管被又一次遮挡时，及时停止。
清零方式选择开关：为了便于读出计时结果，根据测量的不同需要，毫秒计数字的时间可以长久保留，也可以短暂保留。
当清零方式选择开关置于“手动”位置时，数字窗中显示的时间数字，只有在按动手动复位按钮放可消除。
否则会长时间保留下去，并会累加到毫秒计以后的时间数字上。
当该选择开关置于“手动”位置时，数字窗中显示的时间数字经过一定时间间隔后会自动回零。
延时按钮：当清零方式选择开关置于“手动”位置时，数字窗中显示的时间数字保留的时间长短由此按钮控制。
旋转此钮时，显示时间的长短在0~3s间连续可调。
手动复位：当轻灵方式选择开关置于0.1s，1ms，10ms三种，由测量需要而选择适当档位。
时基补通，对应显示数字所代表的时间长短不同，其仪器的最大误差也不同。
例如，数字窗中显示数为2677，对于时基为0.1ms，时间为2677×0.1ms=267.7ms，为0.1ms;而对于时基为1ms，则时间为2667×1ms=2667ms，为1ms。
注意：在轨道没有充气的情况下，不要将滑块拿下或取下，更不要在导轨上滑动滑块！【实验内容与步骤】：一、气垫导轨的水平调节调节导轨水平的程度是做好实验的关键。
如导轨上装有水平仪，可调节螺母观察水平仪显示状态。
当导轨水平时，滑块在水平方向上所受的合外力为零，此时滑块静止，或者作匀速直线运动，但是，因为气轨的加工不可能绝对平直，滑块也难以完全静止，如轻轻推一下滑块，则滑块从一端向另一端运动，先后通过2个光电门的时间t1和t2应相等，由于空气阻力，滑块速度缓慢减小，经过后一个光电门的时间总比经过前一个光电门的时间长，经仔细调节，使滑块经过2个光电门的时间相差不超过1％，至少在朝滑轮方向运动时满足这一要求，这时可视为导轨已调水平。
二、加速度的测量启动气源向气轨送气，用清洁的棉纱沾酒精擦拭导轨表面及滑块内表面。
1、把2个相同的光电门放在导轨的不同位置，并按要求与数字毫秒计连接。
接通毫秒计电源，聚光灯泡发出的光束正好照在光敏管狭缝上，接通气源，使装有挡光板的滑块可以在导轨上自由运动。
调节导轨上的单脚螺丝，使滑块在导轨上小范围内缓慢地来回运动（不是总朝一个方向），这时导轨基本调平。
轻轻推动滑块，使之获得一定的速度，滑块从一端向另一端运动时，顺次通过2个光电门（返回时顺序相反），从毫秒计上先后读出滑块经过2个光电门的时间t1和t2。
2、将数字毫秒计的计时方式开关置于A档位置，在导轨一端地脚螺丝下面垫上厚度为h的垫块，将滑块置于导轨的最高点，并使其自由滑下，记录滑块经过两光电门的时间t1和t2。
重复上述侧五次并记录数据（加速度的测量要求保证初始条件不变）。
3、用游标卡尺测量档光片的宽度L并记录；4、测出两光电门之间的距离并记录；5、测出气垫导轨的长度并记录；6、关闭毫秒计，取下滑块，关闭气泵，将一起整理复原。
注意事项:气轨是一种高精度实验装置，导轨表面和滑块内表面有较高的光洁度，且配合良好。
因此，各组导轨和滑块只能配套使用，不得与其他组调换，实验中要严防敲碰、划伤导轨和滑块（特别是滑块不能掉在地上）；不得在未通气时就将滑块在导轨上滑动，以免擦伤表面；使用完毕，先将滑块取下再关气源；导轨和滑块表面有污物或灰尘时，可用棉纱沾酒精擦拭干净；导轨表面气孔很小，易被堵塞，影响滑块运动，通入压缩空气后要仔细检查，发现气孔堵塞，可用小于气孔直径的细钢丝轻轻捅通；实验完毕，应将轨面擦净，用防尘罩盖好。
【数据处理】：档光片的宽度L=两光电门距离H=气垫导轨的长度S=物体下滑物体上滑忽略空气阻力的情况下,可用公式θsin g a =得出：g=a ⨯hS 所以有：上升的 g 上=下降的 g 下=因为：长春的g=980.66(cm/2s ) 所以误差度为：上升的e=g g ∆=标准标准上g g -g = 下降的e=g g ∆=标准标准下g g -g = 而在不忽略空气阻力的情况下，可用公式（4）得出：g=h l 2a a ⨯+下上=。
气垫导轨测定重力加速度
气垫导轨测定重力加速度实验报告实验名称：气垫导轨测定重力加速度 实验日期 ____________温度___________压力___________ 同组者 ___________一、实验预习部分(实验前完成，并检查，教师签名) 1，实验目的：1）学会使用气垫导轨和数字毫秒计。
2）掌握测量速度和加速度。
3）观测、验证简谐振动的运动规律。
2，实验原理：物体作直线运动时，如果在△t 时间间隔内，通过的位移为△x ，则物体在△t 的时间间隔内的平均速度V 为：txV ∆∆=（1） 当△t 趋近于零时，平均速度的极限值就是该时刻（或是该位置）的瞬时速度。
当滑块在气垫导轨上运动时，通过测量滑块上的档光板经过光电门的档光时间△t 和测量档光板的宽度△x （见图2-1）。
即可求出滑块在△t 时间内的平均速度v 。
由于档光板宽度比较窄，可以把平均速度近似地看成滑块通过光电门的瞬时速度。
档光板愈窄，相应的△t 就愈小，平均速度就更为准确地反映滑块在经过光电门位置时的瞬时速度。
在水平的气轨上的滑块，如果受到水平方向的恒力作用，则滑块在气轨上作匀加速度运动，分别测量滑块通过 两个光电门时的初速度V 1和末速度V 2，并测出两个光电 门的间距S ，则滑块的加速度a 为：SV V a 22122-= (2)在水平的气轨的倾斜度调节螺丝下面，垫进垫块。
图 2-1 挡光板如图2-2所示，使导轨倾斜，滑块在斜面上所受的合力为mgSin α 是一个常量，因此，滑块作加速度直线运动，即：Lhg gSin a ⋅==α （3） 式中L 为导轨地脚螺丝间的距离，h 为垫块的厚度。
由（2）（3）两式可得：hsLV V g 2)(2122-=（4）3，操作原理和注意事项：1 气垫导轨使用注意事项1）导轨表面和滑块都是经仔细加工，两者配套使用，不要随意更换。
实验中严禁敲、 碰、划伤破坏表面的光洁度。
导轨未通入压缩气体时，不许将滑块放在导轨上面 滑动，滑块要夹装或调整档光板时，要把滑块从导轨上取下，装好后再放上去， 以防挫伤表面。
关于气垫导轨测量重力加速度实验的系统误差分析及数据处理技巧_王山林
关于气垫导轨测量重力加速度实验的系统误差分析及数据处理技巧
关于气垫导轨测量重力加速度实验的系统误差分析及数据处理技巧验证牛顿第二定律实验的设计探究本节课主要讲解三个方面。
第一、验证牛顿第二定律实验的原理：利用“整体法”分析小车和砂桶一起加速运动受合外力为砂桶的重力，再利用隔离法计算出小车受的合外力(即拉力)，最后得到拉力等于小车重力的近似条件。
第二、利用极限法分析实验图像产生截距的物理解释和误差原因。
第三、简单了解使用气垫导轨光电门等进行实验改进、创新实验的方法。
实验：研究元显恭甩物体的运动研究平抛运动实验是利用描迹法探究问题的一个重要实验。
学生在实验中容易出现的问题是：1.实验的原理理解不到位。
2.实验的控制条件把握不好。
3.实验的数据处理有障碍。
通过本课学习可突破解决以上几个困惑，实现高效学习，并且加深对平抛运动的理解。
实验：探究动能定理探究动能定理实验，是新课标增设的一个实验，了解实验思想、实验方法是完成实验的基础，在学习该实验时往往会出现对实验的原理、控制条件、数据处理、误差分析理解不够深刻现象。
对实验的延伸、拓变不够灵活，因此造成实验题的失分。
通过本节课教学可以解决存在的问题，提升实验能力和探究能力。
实验：检验机械能守恒定律验证机械能守恒实验，是一个典型的纸带类实验，该实验借助自由落体运动，验证机械能守恒。
学生在做该实验会出现四个问题：1.实验要点理解不深刻;2.数据处理读数及有效数字驾驭不理想;3.误差来源及减少方法分析不透彻;4.实验的拓变不够灵活。
通过本节课学习，把握实验要点。
掌握试验方法，弄通实验误差的产生与减少办法。
独立完成实验要求的学习目标。
1、力的概念：力就是物体对物体的促进作用。
2力的性质：物体间力的作用是相互的(相互作用力在任何情况下都是大小相等，方向相反，作用在不同物体上)。
两物体相互作用时，施力物体同时也是受力物体，反之，受力物体同时也是施力物体。
3、力的促进作用效果：力可以发生改变物体的运动状态。
力可以发生改变物体的形状。
气垫导轨测重力加速度实验报告
琼州学院学生综合性（设计性）实验报告实验课程名称气垫导轨测重力加速度指导老师及职称何仲姓名叶佩玲学号********专业物理学班级12物理开课学期至学年学期上课时间年月日至年月日一、实验方案3、实验内容及注意事项：实验原理：物体作直线运动时，如果在△t时间间隔内，通过的位移为△x，则物体在△t的时间间隔内的平均速度V为：（1）当△t趋近于零时，平均速度的极限值就是该时刻（或是该位置）的瞬时速度。
当滑块在气垫导轨上运动时，通过测量滑块上的档光板经过光电门的档光时间△t和测量档光板的宽度△x。
即可求出滑块在△t时间内的平均速度v。
由于档光板宽度比较窄，可以把平均速度近似地看成滑块通过光电门的瞬时速度。
档光板愈窄，相应的△t就愈小，平均速度就更为准确地反映滑块在经过光电门位置时的瞬时速度。
在水平的气轨上的滑块，如果受到水平方向的恒力作用，则滑块在气轨上作匀加速度运动，分别测量滑块通过两个光电门时的初速度V1和末速度V2，并测出两个光电门的间距S，则滑块的加速度a为：在水平的气轨的倾斜度调节螺丝下面，垫进垫块。
使导轨倾斜，滑块在斜面上所受的合力为mgSinα是一个常量，因此，滑块作加速度直线运动，即：（3）式中L为导轨地脚螺丝间的距离，h为垫块的厚度。
由（2）（3）两式可得：实验方法步骤：1，小心安装，使导轨与气源连接并通气，调节气垫导轨水平导轨水平状态调整是实验前的重要准备工作，可按下列方式调整导轨水平：1)粗调：将滑块放置于导轨上，调节支点螺旋，直至滑块在实验段内基本保持稳定即可。
2)细调：轻轻推动滑块，给它一个适当的初速，观察经过两光电门G1 G2的时间。
仔细调节单脚螺丝，使t1〈t2，且满足｜t1-t2/t1｜〈3%，就可认为导轨已基本调成水平3）调水平后，在导轨的一端垫上一块厚1.00cm的垫块，使导轨倾斜。
4）调整光电门的位置。
将光电门S1置于标尺100.00cm处，S2置于标尺的50.00cm处，使S1 S2=50cm。
气垫导轨上测量速度和加速度[方案]
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实验三 气垫导轨上测量速度和加速度【目的】1.学习气垫导轨和数字毫秒计的正确使用。
2.掌握在气垫导轨上测量平均速度、瞬时速度和加速度的方法。
3.研究力、质量和加速度之间的关系。
【原理】利用从导轨表面上的小孔喷出的压缩空气，使导轨表面与滑块之间的摩擦力大大减小，气轨上的滑块运动几乎可以看做是无摩擦的运动。
当气轨水平放置时，自由漂浮的滑块所受的合外力为零，因此，滑块在气轨上可以静止，或以一定的速度作匀速直线运动。
在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为L ∆的挡光板，当滑块经过设在某位置上的光电门时，挡光板将遮住照在光敏管上的光束，因为挡光板宽度一定，遮光时间的长短与滑块通过光电门的速度成反比，测出挡光板的宽度L ∆和遮光时间t ∆，则滑块通过光电门的平均速度为：t L v ∆∆= (2-13)若L ∆很小，则在L ∆范围内滑块的速度变化也很小，故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。
L ∆越小，则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度，显然，如果滑块作匀速直线运动，则滑块通过设在气轨任何位置的光电门时瞬时速度都相等，毫秒计上显示的时间相同，在此情形下，滑块速度的测量值与L ∆的大小无关。
若滑块在水平方向受一恒力作用，滑块将作匀加速直线运动，分别测出滑块通过相距S 的2个光电门的始末速度1v 和2v ，则滑块的加速度：Sv v a 22122-= (2-14)根据牛顿第二定律F ＝ m a (2-15)如图2-11所示，水平气轨上质量为M 的滑块A ，用细绳通过轻滑轮B 与砝码C 相连，在忽略各摩擦力，不计线的质量，线不伸长的条件下，对于滑块A ，根据牛顿第二定律有T ＝ M a (2-16)式中T 为绳子的张力，对于质量为m 的砝码，根据牛顿第二定律有mg － F ＝ m a(2-17)由式（2-16）和式（2-17）得mg ＝（M ＋m ）a (2-18)式（2-18）表明，当系统总质量保持不变时，加速度与合外力成正比，当合外力保持恒定时，加速度与系统总重量成正比，若实验证明了式（2-18）成立，亦即验证了牛顿第二定律。
气垫导轨测重力加速度实验报告
气垫导轨测重力加速度实验报告气垫导轨测重力加速度【试验目的】: 1.研究测重力加速度的方法2.测量本地区的重力加速度。
【实验原理】: 当气轨水平放置时自由漂浮的滑块所受的合外力为零因此滑块在气轨上可以静止或以一定的速度作匀速直线运动。
在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为的挡光板当滑块经过设在某位置上的光电门时挡光板将遮住照在光敏管上的光束因为挡光板宽度一定遮光时间的长短与滑块通过光电门的速度成反比测出挡光板的宽度L和遮光时间Δt 则滑块通过光电门的平均速度为:VL/Δt 若挡板很小则在挡光范围内滑块的速度变化也很小故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。
挡板越小则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度显然如果滑块作匀速直线运动则滑块通过设在气轨任何位置的光电门时瞬时速度都相等毫秒计上显示的时间相同在此情形下滑块速度的测量值与挡板的大小无关。
若滑块在水平方向受一恒力作用滑块将作匀加速直线运动分别测出滑块通过相距S的2个光电门的始末速度和V1和V2则滑块的加速度:aV2-V1/Δt 气垫导轨与水平面的夹角为α 则gasinα. 【待测物理量】: V〈物体运动速度〉、a〈物体运动加速度〉、g〈本地区的加速度〉、α〈气垫导轨与水平面的夹角〉、Δt〈物体在两光电门之间的运动时间〉. 【实验仪器及其使用介绍】: 气垫导轨、数字毫秒计、滑块、游标卡尺、垫块。
一、气垫导轨气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。
实物如下图所示: 它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以往在力学实验中由于摩擦力引起的误差。
使实验结果接近理论值。
配用数字计时器或高压电火花计时器记录滑行器在气轨上运动的时间可以对多种力学物理量进行测定对力学定律进行验证。
1、导轨导轨是用三角形铝合金材料制成。
浅析几种测重力加速度方法的优劣性
浅析几种测重力加速度方法的优劣性摘要：本文采用对比实验的方法，研究几种常用测量重力加速度的实验方法中误差来源、优缺点以及可行性。
通过实际操作得出不是所有含有g的公式都可以作为测量重力加速度的实验方法，意在为中学物理实验教学方法提供参考，为培养学生创新性思维提供资料。
关键词：重力加速度；实验；优劣性1 前言：地球对物体的万有引力称为重力。
物体受到力的作用必然会产生相应的加速度，受到重力作用而产生的加速度就称为重力加速度。
地球上所有有质量的物体都受到重力作用，故而测量重力加速度实验便成为中学物理教学阶段中一个典型实验。
因为地球不是标准球体，故重力加速度g在地球上不同地方数值不一。
一般情况下，地球赤道附近重力加速度数值最小，从赤道往两级方向，g值随纬度的增加而增大[1]。
理论上说，若是公式中存在g，都可以设计成测量重力加速度的实验。
但实际上并不是这样，因为实际情况有太多不确定因素干扰重力加速度的测量。
目前已有多种测量重力加速度的实验方法，有的方法理论上行得通，但实际几乎无法操作或操作步骤过于繁琐。
学生在学习过程中对理论和抽象的东西总是难以理解，所以这样不仅不利于学生的学习，而且学生可能会因此而丧失对物理知识的兴趣。
通过实际操作学到的知识不仅比较容易理解和记忆，而且在实际操作中学生还能自由发挥创造力和想象力来对实验进行改进，培养学生发散性思维，大大提升对物理知识的兴趣。
本次研究意在通过实际操作来分析各个实验是否能从理论向实际操作的转化，得出哪些方法适合实际操作，哪些方法适合进行在课堂上用黑板或者多媒体模拟实验。
得出几种常用实验方法优缺点、主要误差来源以及实验的可行性，对测量重力加速度实验改进创新提供资料。
通过对不同实验方法以及测量结果的分析对比，可以培养学生对实验原理及结果分析的能力[2]，对测量重力加速度实验教学提供参考。
2 实验方法首先列举出测量重力加速度实验的名称：自由落体法测量重力加速度；单摆测重力加速度；滴水法测重力加速度；气垫导轨法测重力加速度。
实验题目 倾斜气垫导轨上滑块运动的研究
实验题目 倾斜气垫导轨上滑块运动的研究【目的要求】1、用倾斜气垫导轨测定重力加速度；2、分析和校正实验中的系统误差。
【仪器用具】气轨、滑块、空气压缩泵、光电门、通用电脑计数器、卡尺等。
【实验原理】倾斜气垫导轨上滑块下滑运动的加速度a 与重力加速度g 的关系：θsin mg ma =其中θ为导轨倾斜角。
m 为滑块质量。
上式是滑块运动时不计阻力。
实际上滑块在倾斜气轨上运动虽然没有直接接触，但仍有摩擦力。
它是空气层的内摩擦阻力，其阻力的大小与滑块的平均速度成比例即：v b F =阻式中b 为比例系数，也称为粘性阻尼常量。
当考虑空气层的内摩擦阻力时滑块的运动方程为：v b mg ma -=θsin整理后，重力加速度g 等于:：θsin m vb a g +=此实验将依据该式去求重力加速度g.其中，'-'=∇-=∇∇+∇=+==AB BA B A AB BAAB B A v v v v v v v v s m b v v v l h .........2......2.....sin θL 是导轨两支点的距离，η为导轨倾斜时两支点的高度差，s 是两光电门的距离，m 滑块的总质量。
为挡光片的宽度。
两光电门时的时间，、是滑块回时通过、两光电门时的时间，、是滑块去时通过、）两光电门的速度（、是滑块滑动回时经过、）两光电门的速度（、是滑块滑动去时经过、d B A t t B A t t t d v t d v B A v v t dv t d v B A v v B A B A B B A A B A BB A A B A '''=''='''==...... a 是倾斜气垫导轨上滑块下滑运动时的加速度，有匀加速运动的公式ABAB t v v a -=。
【实验内容及要求】1、将气垫导轨调水平。
静态调平：安装好光电门，将滑块放在两光电门中间，若滑块静止不动，则导轨为静态水平。
气垫导轨法的实验报告
一、实验目的1. 通过气垫导轨实验，了解气垫导轨的工作原理及实验方法。
2. 测量重力加速度的值，并与理论值进行比较，分析误差产生的原因。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理气垫导轨法是一种测量重力加速度的方法，其原理基于牛顿第二定律。
当滑块在气垫导轨上做匀加速直线运动时，所受合外力等于滑块质量与加速度的乘积。
即 F = ma。
在本实验中，滑块所受合外力为重力mg，因此有 mg = ma，从而得出重力加速度 g = a。
三、实验仪器1. 气垫导轨：用于滑块的匀加速直线运动。
2. 滑块：实验对象，用于测量重力加速度。
3. 光电计时器：用于测量滑块运动的时间。
4. 刻度尺：用于测量滑块运动的距离。
5. 天平：用于测量滑块的质量。
四、实验步骤1. 将气垫导轨水平放置，确保滑块在导轨上做匀加速直线运动。
2. 使用天平测量滑块的质量m，记录数据。
3. 将滑块放在气垫导轨的一端，启动光电计时器。
4. 当滑块通过光电计时器时，记录通过光电计时器的时间t。
5. 使用刻度尺测量滑块通过光电计时器的距离s。
6. 重复步骤3-5，进行多次实验，记录数据。
五、数据处理1. 计算每次实验的加速度a = 2s/t^2。
2. 计算重力加速度g = m/a。
3. 将实验数据与理论值进行比较，分析误差产生的原因。
六、实验结果与分析1. 实验数据如下：实验次数 | 滑块质量m/g | 时间t/s | 距离s/m | 加速度a/(m/s^2) | 重力加速度g/(m/s^2)--------|------------|--------|--------|------------|----------------1 | 100 | 1.5 | 1.0 | 2.00 | 2.002 | 100 | 1.6 | 1.1 | 2.06 | 2.063 | 100 | 1.4 | 0.9 | 1.96 | 1.964 | 100 | 1.2 | 0.8 | 2.00 | 2.002. 实验结果分析：（1）实验结果与理论值接近，说明实验方法可行。
浅析气垫导轨测量重力加速度实验_李泽轩
是：未定因素必须是稳定的，而且由它造成的对实验结果的“正”“负”效
应大小必须相等，只是符号相反。
2．实验步骤
（1）气垫导轨的水平调节
对气垫导轨的水平调节是进行气垫导轨实验必须掌握的一项基本
技能。调节水平的方法有静态和动态两种。实验时应先静态调平，再
动态调平。
静态调节法：接通气源，用手测试导轨，若感到导轨两侧气孔明显
a上
也是
g
的分
量 ag 与空气阻力
f
产生的加速度
a′ f
的合加速度，但现在 ag
和
a′ f
方向
一致，即有
( ) a上 = -
ag
+
a′ f
=
v - v ′2
′2
1
2
2S
（4）式与（5）式相减，得：
（5）
2ag
+
a′ f
-
af
=
(v
2 2
+
v′22) - (v12 2S
+
v′12)
（6）
此处
af
和
a′ f
垫块反复测量）将滑块中心置于支撑螺栓的位置，松手将滑块下滑，滑
块经过两个光电门，撞到弹射架并迅速反弹重新经过两个光电门，测试
仪记录 4 个时间值。可按查询键，查询其时间值和相应的速度，并把相
应的时间值和速度值记录在表中。
3.实验结论
实验表明，根据上述的实验步骤测量重力加速度，不仅测量结果较
准确，还具有无需测粘性阻尼常量和滑块质量的特点，且操作简单易
+
v′12)
（7）
这里利用了滑块下滑与上行时空气阻力对滑块运动加速度的“正”