气垫导轨上不依赖重力的质量测量

聂士忠，路　斌

(中国石油大学　理学院，山东　青岛　266580)



气垫导轨上不依赖重力的质量测量

聂士忠，路斌

(中国石油大学理学院，山东青岛266580)

摘要该文设计的4种在气垫导轨上不依赖重力进行质量测量的实验，均在传统气垫导轨实验的基础上，通过添加少量其他实验仪器即可完成。介绍了不依赖重力的质量测量方法——碰撞法、简谐振动法、恒定拉力法(牛顿第二定律法)和压缩弹簧法，实验内容具有重要的实际意义。

关键词气垫导轨；重力；质量测量

质量是物体的固有属性，质量测量具有重要的理论价值和实际意义。通常在地球表面进行的质量测量都是基于物体受到地球吸引而产生的重力，如弹簧秤、天平(包括电子天平)等，但这些方法对于失重或微重力的航空航天环境将不再适用[1-4]。目前多数院校都有气垫导轨实验装置，实验内容一般是验证牛顿第二定律或验证动量守恒定律[5]。 本文在此基础上设计了4种不依赖重力的质量测量方法，模拟失重环境中的质量测量。这既充分利用了现有的传统实验仪器，丰富了传统气垫导轨实验的方法和内容，也有助于学生对物理规律的深刻理解。

1实验方法及测量结果

在气垫导轨上进行的不依赖重力的质量测量实验有以下4种方法。

1.1碰撞法

两物体(滑块)在气垫导轨上进行碰撞(完全弹性或完全非弹性碰撞)，测出两物体碰撞前后的速度，如果已知一个物体的质量，根据动量守恒定律就可以求得另一物体的质量。……