滑块质量对气垫导轨测量重力加速度的影响分析

曾小芳，蔡 彦

（昭通学院 物理与信息工程学院，云南 昭通 657000）

1 引言

气垫导轨测量重力加速度的实质首先是利用气泵把空气引入一个大空腔内，再通过导轨上的小气孔吹出气流，使滑块与气垫导轨之间形成一层空气薄膜，从而极大地减小滑块与导轨之间的摩擦，使主要因为存在摩擦力而对实验结果产生影响转变为主要因为存在空气内摩擦阻力对实验结果产生影响，从而得到更精确的实验结果，使实验结果更具有科学性和说服力[1-2]。未进行实验前，猜测使用该实验方法测量重力加速度的影响因素有很多，本文选择了其中一种可能的因素对使用气垫导轨对测量重力加速度的影响进行了实验探究。本实验通过采用单一变量原则改变滑块的质量来进行实验以得到滑块质量对气垫导轨测量重力加速度的影响效果。

2 测量原理

如图1所示，气垫导轨进行静态和动态调平后，在导轨A 端增加四个垫块使得导轨一端增高4.50 cm，B 端保持原来的高度不变，因为由实验得出在导轨增高4.50 cm 时得到的实验结果最准确。

图1 气垫导轨斜面示意图

在A 端增高4.50 cm 后就得到了一个比较理想的相对光滑的倾斜导轨，在不考虑空气阻力的情况下，滑块在斜面上受到的重力的下滑分力使得滑块做匀加速直线运动[3]。导轨垫高h=4.50 cm，实验中挡光片宽度d=3.00 cm，光电门间距离s=80.00 cm，导轨前后螺钉距离l=80.00 cm，气垫导轨形成的斜面与水平面之间形成的夹角为θ，滑块的质量为m。则通过三……