气垫导轨实验（气垫导轨实验视频）

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本文主要内容一览

• 1、气垫导轨的作用
• 2、使用气垫导轨有哪些注意事项
• 3、光电门测加速度原理
• 4、如何确保小球水平并发生正碰
• 5、如何判断滑块沿气垫导轨匀速下滑

气垫导轨实验（气垫导轨实验视频）

1气垫导轨的作用

气垫导航也叫气垫导轨，作用是将滑块与接触面的摩擦转变成滑块与空气的摩擦，可以极大减少摩擦力。

气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。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。结合打点计时器、光电门、闪光照相等，测定多种力学物理量和验证力学定律。

中学物理实验中，利用气垫导轨验证动量守恒定律，研究弹簧振子的运动规律，研究物体的加速度等，和理论值就非常接近。

结构

以QG-5型气垫导轨为例。

导轨

采用特制的三角形合金型材，经淬火和阳极氧化处理。QG-5型气垫导轨，斜面宽70毫米，型腔面积18.25平方厘米。导轨一端封闭，另一端可以进气。导轨上的表面均匀的分布着小孔。

滑块

采用特制的带有五条T型槽的铝合金型材制成，便于安装各种附件。实验时，将其放在已通气的导轨上面。

光电门

计时装置的传感器，上面装有光敏元件。光电门装在气垫导轨侧面。利用光敏管有光照和无光照两种状态分别控制计时器“开始计时”和“停止计时”。

支脚

采用三点结构，调整方便，主要供调节导轨水平时用。支点在导轨的全长2/9位置处，保证导轨重力变形小。

垫脚

支脚下面的垫块。可以用来改变导轨的倾斜度。垫块一般垫在单脚螺丝下面。

发射架

在导轨的一端。当导轨水平时，在上面装上弹簧或橡皮圈，做发射使用，可以使运动物体每次运动时都得到一个基本相同的初速度。

标尺

固定在导轨的一侧。

气垫导轨实验（气垫导轨实验视频）

2使用气垫导轨有哪些注意事项

1．为了保持气轨表面的平直度和光洁度，不允许用其它东西敲、碰导轨表面。也要注意不要碰倒光电门。 \r\n 2．滑块的内表面光洁度高，应严防划伤、碰坏，更不允许将滑块掉在地上，滑块与导轨配套使用，不得任意换用。导轨在不通气时，不要将滑块放在导轨上来回滑动，变动遮光板在滑块上的位置时，应将滑块从导轨上拿下，待固定好遮光板后再把滑块放在导轨上。 \r\n 3．导轨面上的喷气孔很小，应在供气后用薄的小纸条检查是否有堵塞，如发现堵塞，必须用细钢丝仔细通一下。 \r\n 4．进行实验时，两光敏管都应处于光照状态。 5．在实验过程中，不得任意移动导轨的位置。 \r\n6．实验前必须用纱布沾少许酒精擦洗导轨表面和滑块内表面。实验结束后，勿将滑块久放在导轨上，以免导轨表面拉伤，所有附件都应放入附件盒，用塑料套把导轨盖好

3光电门测加速度原理

光电门测加速度原理是光照度改变使光敏电阻阻值的改变，而引起光敏电阻两端电压的改变。电压变化信号通过传感器传到计数器上计数计时。光电门一端有个线性光源，另一端有个光敏电阻，门中无物体阻挡时光照射到光敏电阻上。

有光照时光敏电阻阻值减小，光敏电阻两端为低电压。当门中有物体阻挡时，光敏电阻受到光照度减小，电阻增大，光敏电阻两端为高电压。换而言之，当光电门传感器之间没有物体阻挡时，其内部电路断开；当光电门传感器之间有物体阻挡时，其内部电路接通。

注：计时装置的传感器，上面装有光敏元件。光电门装在气垫导轨侧面。利用光敏管有光照和无光照两种状态分别控制计时器“开始计时”和“停止计时”。

扩展资料：

光电门测加速度的相关介绍：

当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度；若计时装置具备运算功能，使用随机配置的挡光片（宽度一定），可以直接测量物体的瞬时速度。

光电门是由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射。光敏门与计时仪是按以下方式连接的。

即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时；当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止。计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔。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。结合打点计时器、光电门、闪光照相等，测定多种力学物理量和验证力学定律。中学物理实验中，利用气垫导轨验证动量守恒定律，研究弹簧振子的运动规律，研究物体的加速度等，和理论值就非常接近。

参考资料来源：百度百科-光电门

参考资料来源：百度百科-气垫导轨

4如何确保小球水平并发生正碰

(1)前提条件:碰撞的两物体应保证“水平”和“正碰”。

(2)四种方案提醒。

①若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时,注意利用水平仪确保导轨水平。

②若利用摆球进行实验,两小球静放时球心应在同一水平线上,且刚好接触,摆线竖直,将小球拉起后,两条摆线应在同一竖直平面内。

③若利用长木板进行实验,可在长木板下垫一小木片用以平衡摩擦力。

④若利用斜槽进行实验,入射球质量要大于被碰球质量,即:m1m2,防止碰后m1被反弹。

(3)寻找的不变量必须在各种碰撞情况下都不改变

5如何判断滑块沿气垫导轨匀速下滑

实验：验证牛顿第一定律滑块在水平的气垫导轨上运动，如果加速度为零，即可得出滑块做匀速直线运动的结论，从而验证牛顿第一定律。但实验结果往往显示滑块做的并不是匀速运动，而是减速运动。这是因为滑块在导轨上运动时，尽管有气垫的漂浮作用，但导轨与空气对滑块的阻力还是无法完全避免的。当导轨的一端垫高而斜置时，滑块的下滑力明显大于上述两种阻力，因此可以采用外推的方法来得到所需要的结论。实验装置如图所示。如果滑块上的挡光片宽度为d，通过1、2两个光电门时的挡光时间分别为和，那么滑块通过两个光电门时的速度分别为、，测量出两个光电门之间的距离s，即可求出滑块的加速度，从图中可看出，滑块的加速度，所以当L不变时，a正比于h。改变h，测得一系列不同的a，然后作出a-h图线。如果a-h直线外推过原点，就是说当h=0时，a=0，即验证了牛顿第一定律。实验中应注意，h不能调得太小。因为h太小时，前面所说的导轨阻力和空气阻力将表现得明显起来。(实验结果和讨论）某次实验中s=75.0cm，d=1.00cm。