1、實驗四傾斜氣墊導軌上滑塊運動的研究實驗目的1 . 用傾斜氣墊導軌測定重力加速度2 .分析和校正實驗中的系統誤差實驗儀器氣軌滑塊光電門通用電腦計時器游標尺墊塊1 ?導軌介紹：導軌由中空三角鋁材制成。軌面兩側各有兩排直徑為 0。 4 到 0。 6mm 的噴氣孔。導軌一端裝有進氣嘴，當壓縮空氣進入管腔后，就從小孔噴出，在軌面與軌上滑塊之間形成空氣膜，此即氣墊。將滑塊從導軌上托起約0。15mm,從而把滑塊與導軌之間接觸的滑動摩擦變為空氣內部層之間的內磨擦，極大地減小了磨擦力的影響。2 ?滑塊介紹：它用角形鋁材制成，其兩側內表面和導軌面精密吻合?；瑝K兩端裝腔作勢有緩沖器，其上面可安置擋光片或附加重物3

2、?通用電腦計時器：它由單片微處理器，程序化控制，是一種最新設計的智能化儀器。下面主要介紹面板各個部位的功能和操作前面板1測量頻率輸入口 2顯示屏 3功能轉換指示燈4測量單位指示燈5功能選擇復位鍵6數值轉換鍵7取數鍵 8電磁鐵后面板2-P2光電門插口1P1 光電門插口（外側兼電磁鐵插口）3頻標輸出插口 4電源開關5電源線。功能鍵 用于十種功能的選擇及取消顯示數據。如按下功能鍵前，光電門遮過光，則清O,功能復位。如沒有遮過光，則按功能鍵可以選擇你所要的測 量，到那個部位時，這個燈亮說明現在選擇了這個亮燈的測量。轉換鍵 用于測量單位的轉換。（選擇擋光片寬度）使用氣墊導軌時的注意事項：（ 1）防止碰傷

3、和滑傷導軌表面（ 2）檢查氣孔時可以用一小紙片放在上面看是否通暢（ 3）使用前最好先用酒精擦拭導軌外表面和滑塊的內表面（ 4）未通電時嚴禁手持滑塊在導軌上滑動（ 5）實驗后要在通氣的情況下取下滑塊，然后用布罩保護。原理1 ?傾斜軌上白加速度a與重力加速度g的關系設導軌傾斜角為0,滑塊質量為m,則有ma=mg sin 9- （5-1）上式只有滑塊滑動中不存在阻力的前提下才成立。實際上滑塊在氣軌上運動中仍然有阻力，阻力來原于空氣層的內摩擦，其阻力和平均速度成比例即F=bv （ 5-2）上式中的比例系數b 稱為粘性阻尼常量?？紤]到這個力，式（ 5-1）應為ma=mgsin 9-bv整理后，重力加速度

4、g 等于g= (a+bv/m) / sin 9- (53)本實驗正是要依據式 53來求重力加速度。2 ?導軌的調平調平導軌是將平直的導軌調成水平方向，但是，實驗室現有的導軌都在一定的彎曲，因此調平的意義是指將光電門A和B所在的兩點調到同一水平線上。如圖假設導軌上AB兩點在同一水平線上，則在 AB間運動的滑塊因導軌彎曲對 它運動的影響可以抵消，但是滑塊與導軌還存在少許的阻力所以以速度通過A門的滑塊，達到B門時，速度vB,將有以下結果：v A v B ( 54)由于阻力形成的速度損失等于 W=bs/m.式中了為粘性阻尼常量，S為光電 門 AB 間的距離， m 為滑塊的質量。參照上述討論可以提出如下

5、檢查調平的要求：1?滑塊從A-B運動時，由于擋光片寬度相同，因此時間上也有相反的關 系。2 ?由A到B運動時速度的損失和B到A的速度損失應當盡量接近。(通常 b的值在25X10-3千克每秒間)3?求阻尼常量b調平氣軌后，測量兩個方向的速度損失，然后按下式計算b=m/s 7 AB +N BA) /2 (5-5)測量速度的變化量時一定要滑塊速度小，且推動時要注意使它平穩。4 ?加速度a的測量測量加速度可以由下式計出 a=d/ (t AB -t A /2+t B /2)( 1/t A -1/t A)式中 t A t B 為滑塊擋光片通過AB門的時間長度，t AB為擋光片第一前沿由A門到B門的時間。實驗過程：首先調平氣軌，然后測出 b將氣軌的一端墊高，測出墊高的高度H 和墊點和另一支點的直線距離L 由于sin芹H/L從而由下式算得當地的gg = (a+bv/m) / sin 0多墊幾次不同的高度墊塊，從而多算得幾次a,這樣就可以得到多個g,最后算出