氣墊導軌是常用的一種實驗裝置

A. 氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊

（1）因系統水平方向動量守恆即：m_Av_A-m_BV_B=0，由於系統不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運動故有：v_A=

L1

t1

，v_B=

L2

t2

所以還要測量的物理量是：B的右端至D板的距離L₂．
（2）若要驗證動量守恆定律則：m_Av_A-m_BV_B=0，帶入得：m_A

L1

t1

-m_B

L2

t2

=0；
（3）由實驗原理與實驗步驟可知，產生誤差的原因：
①L₁、L₂、t₁、t₂、mA、mB的數據測量誤差；
②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程；
③滑塊並不是做標準的勻速直線運動滑塊與導軌間有少許摩擦力．
④氣墊導軌不完全水平；
故答案為：（1）B的右端至D板的距離L₂；（2）m_A

L1

t1

-m_B

L2

t2

=0；（3）L₁、L₂、t₁、t₂、m_A、m_B的數據測量誤差；②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程．

B. 設計性物理實驗氣墊導軌測重力加速度

【試驗目的】：

1．研究測重力加速度的方法；

2．測量本地區的重力加速度。

【實驗原理】：

當氣軌水平放置時，自由漂浮的滑塊所受的合外力為零，因此，滑塊在氣軌上可以靜止，或以一定的速度作勻速直線運動。在滑塊上裝一與滑塊運動方向嚴格平行、寬度為 的擋光板，當滑塊經過設在某位置上的光電門時，擋光板將遮住照在光敏管上的光束，因為擋光板寬度一定，遮光時間的長短與滑塊通過光電門的速度成反比，測出擋光板的寬度 和遮光時間 ，則滑塊通過光電門的平均速度為：

若 很小，則在 范圍內滑塊的速度變化也很小，故可以把平均速度看成是滑塊經過光電門的瞬時速度。 越小，則平均速度越准確地反映該位置上滑塊的瞬時速度，顯然，如果滑塊作勻速直線運動，則滑塊通過設在氣軌任何位置的光電門時瞬時速度都相等，毫秒計上顯示的時間相同，在此情形下，滑塊速度的測量值與 的大小無關。

若滑塊在水平方向受一恆力作用，滑塊將作勻加速直線運動，分別測出滑塊通過相距S的2個光電門的始末速度 和 ，則滑塊的加速度：

g=asina.

【待測物理量】：

V〈物體運動速度〉、a〈物體運動加速度〉、g〈本地區的加速度〉、 、 、 〈物體在兩光電門之間的運動時間〉．

【實驗儀器及其使用介紹】：

氣墊導軌、數字毫秒計、滑塊、游標卡尺、墊塊。

一、氣墊導軌

氣墊導軌是一種現代化的力學實驗儀器。實物如右圖所示：

它利用小型氣源將壓縮空氣送入導軌內腔。空氣再由導軌表面上的小孔中噴出，在導軌表面與滑行器內表面之間形成很薄的氣墊層。滑行器就浮在氣墊層上，與軌面脫離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運動，極大地 減小了以往在力學實驗中由於摩擦力引起的誤差。使實驗結果接近理論值。配用數字計時器或高壓電火花計時器記錄滑行器在氣軌上運動的時間，可以對多種力學物理量進行測定，對力學定律進行驗證。

1、導軌

導軌是用三角形鋁合金材料製成。可以調整其平直度，常把它用螺絲固定在工字鋼上，導軌長1.50~2.20 m，兩側面非常平整，並且均勻分布著許多很小的氣孔。導軌一端封閉，上面裝有定滑輪，另一端有進氣嘴，通過皮管與氣源相連。當壓縮空氣進入導軌後，從小氣孔噴出，在導軌和滑塊之間形成空氣層，導軌和滑塊兩端都裝有緩沖彈簧，使滑塊可以往返運動。工字鋼底部裝有3個底腳螺絲，用來調節導軌水平，或將墊塊放在導軌底腳螺絲下，以得到不同的斜度。

2、滑塊

圖2-13 滑塊裝置

滑塊是在導軌上運動的物體，一般用角鋁製成，內表面經過細磨，能與導軌的兩側面很好的吻合。當導軌中的壓縮空氣由小孔噴出時，垂直噴射到滑塊表面，它們之間形成空氣薄層，使滑塊浮在導軌上（圖2-13）。根據實驗要求，滑塊上可以安裝擋光板、重物或砝碼。滑塊兩端除可裝緩沖彈簧外，也可裝尼龍搭扣及輕彈簧。

3、光電轉換裝置

圖2-14 光電轉換裝置

光電轉換裝置又稱光電門，由聚光燈泡和光敏管組成（圖2-14）。聚光燈泡的電源由數字毫秒計供給， 圖2-14光電轉換裝置只要接通毫秒計電源開關，聚光燈泡即可點亮，發出的光束正好照在光敏管上，光敏管與數字毫秒計的控制電路連接。當光照被罩住時，光敏管電阻發生變化，從而產生一個電信號，觸發毫秒計開始計時；當光照恢復或光照又一次被遮住（視數字毫秒計的工作狀態而定），又產生一個電信號，使毫秒計停止計時。毫秒計顯示出一次遮光或兩次遮光之間的時間間隔。

4、注意事項

氣軌是一種高精度實驗裝置，導軌表面和滑塊內表面有較高的光潔度，且配合良好。因此，各組導軌和滑塊只能配套使用，不得與其他組調換，實驗中要嚴防敲碰、劃傷導軌和滑塊（特別是滑塊不能掉在地上）；不得在未通氣時就將滑塊在導軌上滑動，以免擦傷表面；使用完畢，先將滑塊取下再關氣源；導軌和滑塊表面有污物或灰塵時，可用棉紗沾酒精擦拭乾凈；導軌表面氣孔很小，易被堵塞，影響滑塊運動，通入壓縮空氣後要仔細檢查，發現氣孔堵塞，可用小於氣孔直徑的細鋼絲輕輕捅通；實驗完畢，應將軌面擦凈，用防塵罩蓋好。

二、數字毫秒計

數字毫秒計時器簡稱為數字毫秒計。

是一種能夠准確測量橫斷時間間隔的及時毫秒計，測量的最短時間間隔可達到百萬分之一秒（0.1ms）。實驗室通常配用的是JSJ_3A型的數字毫秒計，它採用cmos集成電路，利用石英晶體穩定的震盪特性產生10kz電脈沖，即每秒鍾內產生一萬個脈沖，兩個脈沖之間的間隔是一萬分之一秒。我們把相鄰脈沖的時間間隔稱之為時基。振盪經分頻後，除保留10kz脈沖外，還得到1kz電脈沖。由三者構成時基脈沖信號（即時基分別為0.1ms，1ms和10ms）。用這些脈沖在開始計數和停計數的時間間隔內推動計數器計數，即一個脈沖一個數。從停止到計這一段時間計數器的所記的數由顯示窗口顯示出來。由此得時間為數字窗顯示的數值乘以時基。實物如右上圖所示：

JSJ——3A數字毫秒計面板如右圖所示，

其各建名稱及其功能如下:

控制方式選擇開關：該開關上標有「機控」·「光控」。機控是指用機械接觸來控制開關的通與開，從而控制毫秒機的及時與停機；光控是指用光信號控制計時與停計。本實驗用光控及時方法，即測量須將選擇開關拔至光控一端。

計時方式選擇開關：開關上標有「A」和「B」。選擇開關置於A時，毫秒計的計時時間顯示的時光照被遮擋時開始計時，遮擋結束時計時停計。當選擇開關置於B時，毫秒級顯示的是光敏管被兩次遮擋的時間間隔，即邁著當任何一隻光敏管時，計時開始，當任何一隻光敏管被又一次遮擋時，及時停止。

清零方式選擇開關：為了便於讀出計時結果，根據測量的不同需要，毫秒計數字的時間可以長久保留，也可以短暫保留。當清零方式選擇開關置於「手動」位置時，數字窗中顯示的時間數字，只有在按動手動復位按鈕放可消除。否則會長時間保留下去，並會累加到毫秒計以後的時間數字上。當該選擇開關置於「手動」位置時，數字窗中顯示的時間數字經過一定時間間隔後會自動回零。

延時按鈕：當清零方式選擇開關置於「手動」位置時，數字窗中顯示的時間數字保留的時間長短由此按鈕控制。旋轉此鈕時，顯示時間的長短在0~3s間連續可調。

手動復位：當輕靈方式選擇開關置於0.1s，1ms，10ms三種，由測量需要而選擇適當檔位。時基補通，對應顯示數字所代表的時間長短不同，其儀器的最大誤差也不同。例如，數字窗中顯示數為2677，對於時基為0.1ms，時間為2677×0.1ms=267.7ms，為0.1ms;而對於時基為1ms，則時間為2667×1ms=2667ms，為1ms。

注意：在軌道沒有充氣的情況下，不要將滑塊拿下或取下，更不要在導軌上滑動滑塊！

C. 如圖所示，氣墊導軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導

（1）因系統水平方向動量守恆即：m_Av_A-m_BV_B=0，由於系統不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運動故有：v_A=

L1

t1

，v_B=

L2

t2

，所以還要測量的物理量是：B的右端至D板的距離L₂．
（2）若要驗證動量守恆定律則：m_Av_A-m_BV_B=0，帶入得：m_A

L1

t1

-m_B

L2

t2

=0；由實驗原理與實驗步驟可知，產生誤差的原因：①L₁、L₂、t₁、t₂、m_A、m_B的數據測量誤差；②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程；③滑塊並不是做標準的勻速直線運動滑塊與導軌間有少許摩擦力．④氣墊導軌不完全水平；
（3）根據能量守恆定律被壓縮彈簧的彈性勢能E_p=

1

2

m_Av_A²+

1

2

m_Bv_B²，
將v_A，v_B代入上式得：E_P=

1

2

m_A（

L1

t1

）²+

1

2

m_A（

L2

t2

）²，可以測出彈簧的彈性勢能；
故答案為：（1）B的右端至D板的距離L₂；（2）m_A

L1

t1

-m_B

L2

t2

=0；測量時間、距離、質量等存在誤差，由於阻力、氣墊導軌不水平等造成誤差．（3）能，表達式：E_P=

1

2

m_A（

L1

t1

）²+

1

2

m_A（

L2

t2

）²．

D. 氣墊導軌實驗裝置包括幾大部分 滑塊在氣軌上作什麼運動

氣墊導軌主要有以下這幾個部分組成——安昂商城 導軌 採用特製的三角形合金型材，經淬火和陽極氧化處理。QG-5型氣墊導軌，斜面寬70毫米，型腔面積18.25平方厘米。導軌一端封閉，另一端可以進氣。導軌上的表面均勻的分布著小孔。

E. 如圖氣墊導軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，

（1）因系統水平方向動量守恆即m A v A -m B V B =0，由於系統不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運動故有v A = L 1 t 1 ，V B = L 2 t 2 所以還要測量的物理量是：B的右端至D板的距離L 2 ． （2）若要驗證動量守恆定律則：m A v A -m B V B =0，帶入得：m A L 1 t 1 -m B L 2 t 2 =0 故答案為：B的右端至D板的距離L 2 ；m A L 1 t 1 -m B L 2 t 2 =0

F. 氣墊導軌是一種常用的實驗儀器，它是利用氣泵將壓縮空氣通過導軌的眾多小孔高速噴出，在導軌與滑塊之間形

（1）滑塊C、D來測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小，所以要用天平分別測出滑塊C、D的質量m C 、m D ； （2）根據能量守恆，彈簧的彈性勢能轉化為兩滑塊勻速運動時的動能 即E p = 1 2 m C V C 2 + 1 2 m D v D 2 ， 再由 v= x t 得： v C = L t A ； v D = L t B 所以彈性勢能為 E p = 1 2 m C ( L t A ) 2 + 1 2 m D ( L t B ) 2 故答案為：滑塊C、D的質量m C 、m D ； E p = 1 2 m C ( L t A ) 2 + 1 2 m D ( L t B ) 2

G. 氣墊導軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊

（1）因系統水平方向動量守恆即：m_Av_A-m_BV_B=0，由於系統不受摩擦，故滑塊在水平方向做勻速直線運動故有：v_A=

L1

t1

，v_B=

L2

t2

，所以還要測量的物理量是：B的右端至D板的距離L₂．
（2）若要驗證動量守恆定律則：m_Av_A-m_BV_B=0，帶入得：m_A

L1

t1

-m_B

L2

t2

=0；由實驗原理與實驗步驟可知，產生誤差的原因：①L₁、L₂、t₁、t₂、m_A、m_B的數據測量誤差；②沒有考慮彈簧推動滑塊的加速過程；③滑塊並不是做標準的勻速直線運動滑塊與導軌間有少許摩擦力．④氣墊導軌不完全水平；
（3）根據能量守恆定律被壓縮彈簧的彈性勢能E_p=

1

2

m_Av_A²+

1

2

m_Bv_B²，
將v_A，v_B代入上式得：E_P═

1

2

m_A（

L1

t1

）²+=

1

2

m_A（

L2

t2

）²，可以測出彈簧的彈性勢能；
故答案為：（1）B的右端至D板的距離L₂；（2）m_A

L1

t1

-m_B

L2

t2

=0；測量時間、距離、質量等存在誤差，由於阻力、氣墊導軌不水平等造成誤差．（3）可以．

H. 氣墊導軌是什麼

氣墊導軌是一種現代化的力學實驗儀器。它利用小型氣源將壓縮空氣送入導軌內腔。空氣再由導軌表面上的小孔中噴出，在導軌表面與滑行器內表面之間形成很薄的氣墊層。
滑行器就浮在氣墊層上，與軌面脫離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運動，極大地減小了以往在力學實驗中由於摩擦力引起的誤差。使實驗結果接近理論值。結合打點計時器、光電門、閃光照相等，測定多種力學物理量和驗證力學定律。中學物理實驗中，利用氣墊導軌驗證動量守恆定律，研究彈簧振子的運動規律，研究物體的加速度等，和理論值就非常接近。

I. 氣墊導軌是什麼

氣墊導軌是一種現代化的力學實驗儀器。
它利用小型氣源將壓縮空氣送入導軌內腔。空氣再由導軌表面上的小孔中噴出，在導軌表面與滑行器內表面之間形成很薄的氣墊層。滑行器就浮在氣墊層上，與軌面脫離接觸，因而能在軌面上做近似無阻力的直線運動
利用這個儀器可以減小在力學實驗中由於摩擦力引起的誤差。使實驗結果接近理論值。
夠簡單吧:)
希望您能滿意
祝你好運!

J. 氣墊導軌測重力加速度步驟

【實驗內容與步驟】：

一、氣墊導軌的水平調節

調節導軌水平的程度是做好實驗的關鍵。如導軌上裝有水平儀，可調節螺母觀察水平儀顯示狀態。當導軌水平時，滑塊在水平方向上所受的合外力為零，此時滑塊靜止，或者作勻速直線運動，但是，因為氣軌的加工不可能絕對平直，滑塊也難以完全靜止，如輕輕推一下滑塊，則滑塊從一端向另一端運動，先後通過2個光電門的時間 和 應相等，由於空氣阻力，滑塊速度緩慢減小，經過後一個光電門的時間總比經過前一個光電門的時間長，經仔細調節，使滑塊經過2個光電門的時間相差不超過1％，至少在朝滑輪方向運動時滿足這一要求，這時可視為導軌已調水平。

二、加速度的測量

啟動氣源向氣軌送氣，用清潔的棉紗沾酒精擦拭導軌表面及滑塊內表面。

1、把2個相同的光電門放在導軌的不同位置，並按要求與數字毫秒計連接。接通毫秒計電源，聚光燈泡發出的光束正好照在光敏管狹縫上，接通氣源，使裝有擋光板的滑塊可以在導軌上自由運動。調節導軌上的單腳螺絲，使滑塊在導軌上小范圍內緩慢地來回運動（不是總朝一個方向），這時導軌基本調平。輕輕推動滑塊，使之獲得一定的速度，滑塊從一端向另一端運動時，順次通過2個光電門（返回時順序相反），從毫秒計上先後讀出滑塊經過2個光電門的時間 和 。

2、將數字毫秒計的計時方式開關置於A檔位置，在搗鬼一端地腳螺絲下面墊上厚度為h的墊塊，將滑塊置於導軌的最高點，並使其自由滑下，記錄滑塊經過兩光電門的時間間隔t1和t2。重復上述側五次並記錄數據（加速度的測量要求保證初始條件不變）。

3、用游標卡尺測量檔光片的寬度 並記錄；

4、測出兩光電門之間距離s並記錄；

5、關閉毫秒計，取下滑塊，關閉氣泵，將一起整理復原。

注意事項:

氣軌是一種高精度實驗裝置，導軌表面和滑塊內表面有較高的光潔度，且配合良好。因此，各組導軌和滑塊只能配套使用，不得與其他組調換，實驗中要嚴防敲碰、劃傷導軌和滑塊（特別是滑塊不能掉在地上）；不得在未通氣時就將滑塊在導軌上滑動，以免擦傷表面；使用完畢，先將滑塊取下再關氣源；導軌和滑塊表面有污物或灰塵時，可用棉紗沾酒精擦拭乾凈；導軌表面氣孔很小，易被堵塞，影響滑塊運動，通入壓縮空氣後要仔細檢查，發現氣孔堵塞，可用小於氣孔直徑的細鋼絲輕輕捅通；實驗完畢，應將軌面擦凈，用防塵罩蓋好。