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：
ma?mgsin?
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：
F阻?bv
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：
ma?mgsin??bv
整理后，重力加速度g等于:：
bva?mg?sin?
此实验将依据该式去求重力加速度g.
其中，
vA?vBhm?vAB??vBAsin??.....v?......b?....l2s2
??..?vAB?vA?vB...?vBA?vB?vAL是导轨两支点的距离，?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。
vA、vB是滑块滑动去时经过A、B两光电门的速度（vA?dd...vB?）tAtBdd????vA、vB是滑块滑动回时经过A、B两光电门的速度（vA?...vB?）?? tAtBtA、tB是滑块去时通过A、B两光电门时的时间，??tA、tB是滑块回时通过A、B两光电门时的时间，d为挡光片的宽度。vB?vAa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a?tAB。
【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。
动态调平：
（1）滑块从A向B运动时，vA?vB；相反时vB?vA。由于挡光片宽相同，所以A?B时tA?tB,相反时tB?tA.
(2)由A向B运动时的速度损失?vAB，要和相反运动时速度损失?vBA尽量接近。2、测粘性阻尼常量b.
m?VAB??VBAm(VA?VB)?(V?B,?V?A,)
b??s2s2n 1 2 3 4 vA/cm/s vB/cm/s vB, /cm/s vA, /cm/s bi/ b b??bi n
3、用直尺测导轨支点距离L(cm): 读数误差(mm) 仪器误差(mm) 1 2
起始读数L1(cm) 终点读数L2(cm) 导轨支点距离L=L2-L1(cm) 支点距离平均值L(cm) 4、测滑块在不同h下的倾斜导轨上下滑时的vA vB vAB, 从而求a. g及V。 垫块个数 1 2 3 4 5 平均 垫 块 高h/cm vA/单位 vB/单位 aAB/单位 v/单位 a/gi/单单位 位 g?g2?g3?g4?g5? g?15不计系统误差求g的标准不确定度。（注：称滑块的总质量m.: ） 【思考题】使用气垫导轨应注意什么？