气垫导轨实验(气垫导轨的使用方法)

气垫导轨实验原理

气垫导轨是利用气源将压缩空气打入导轨空腔，由导轨表面上的小孔喷出气流，在导轨与滑块之间形成很薄的气膜，将滑块浮起，使滑块能在导轨上作近似无阻力的直线运动。

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。

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。

气垫导轨上的直线运动的实验意义

气垫导轨上的直线运动是近乎无摩擦的运动，受到的阻力非常小，几乎保持匀速直线运动，说明力不是物体维持运动的原因。

还有一个实验叫做斜面理想实验，也是说明力不是维持物体运动的原因，还能证明一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态，即牛顿第一定律（惯性定律）。

伽利略通过科学推理，认为：如果一切接触面都是光滑的，一个小球从斜面的某一高度A处静止滚下，由于只受地球的重力和斜面的支持力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度C，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况，如D、E的高度，如果斜面变成水平面，则小球找不到同样的高度而会一直保持一种匀速直线运动状态。

在斜面的一边释放一个小球，如果忽略摩擦力带来的影响，我们发现小球从左边的斜面滚下后，再从右边的斜面滚上，小球将上升到与左边释放高度相同的点；若将右边的倾斜角减小，小球还是上升到原来的高度，但通过的路程比原来更长；假设右边的斜面为水平，小球要达到原来的高度，但是无法达到原来的高度，这时小球将永远作匀速直线运动。

三次实验小球都要从斜面相同的高度滑下的目的是：

保证小球获得相同的末速度。

实验得出结论：在部分实验的基础上，以“理论推理”的方式作出“理想实验”，得到“物体的运动不需要力去维持”的结论。

伽利略通过“理想斜面实验”和科学推理，得出的结论是：力不是维持物体运动的原因。法国科学家笛卡尔补充和完善了伽利略的观点，他提出：如果运动中的物体没有受到除原来的力更多外力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向。

牛顿总结前人的结论，得到了牛顿第一定律，即物体在不受力的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。

希望我能帮助你解疑释惑。

气垫导轨上的实验答案

在气垫导轨上验证动量守恒定律实验中引起误差的原因：

1、气垫导轨无法调到完全水平，使实验存在误差。

2、导轨存在一定的摩擦力，影响实验数据。

3、滑块质量用电子秤称量，不够精确。

4、导轨探针老化，灵敏度下降。

5、计速仪读的是瞬时速度，不够精确。

6、计算时取有效数字造成误差。

7、推动物块时，物块没有完全做水平运动使实验存在误差。

8、物体碰撞时，速度不在同一直线使实验存在误差。