资料库 〉〉 实验仪器介绍 〉〉 直线运动中速度的测量(气垫导轨)

气垫导轨装置包括:

气轨
滑块和挡光片
光电门
电脑计时器
气源

 

 

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图 1 :     气垫导轨装置

主要由气轨、气源、滑块、挡光片、光电门、游标卡尺、米尺和光电计时装置等。运用本实验仪器可做多种实验,比如平均速度和瞬时速度、匀速直线运动的研究、牛顿第二定律的验证、完全非弹性碰撞、非完全弹性碰撞、重力势能与平动动能等。

气垫导轨是以空气作为润滑剂,近似无摩擦的力学实验装置。导轨由优质三角铝合金管制成,长约2m,斜面宽度约7cm,管腔约18.25cm,一端密封,一端通入压缩空气。 铝管向上的两个外表面钻有许多喷气小孔,压缩空气进入管腔后,从小孔喷出。导轨的一端装有滑轮,导轨的二端装有缓冲弹簧,整个导轨安装在工字梁上,梁下有三个支脚,调节支脚螺丝使气垫保持水平。

 

图 2 :     滑块和挡光片

滑块采用特制的带有五条细螺纹槽的人字型铝合金,便于安装各种附件,下表面与气轨相吻合,碰撞中心在质心平面内。挡光片的结构分长方型和U型两种。

 

图 3 :     滑块的接触面

不同的接触面导致不同的碰撞效果。

 

图 4 :     光电门

光电计时系统由光电门和数字毫秒计或电脑计时器构成。光电门安装在气轨上,时间由数字毫秒计或电脑计时器测量。

 

图 5 :     电脑计时器

 

图 6 :     气源

气源是向气垫导轨管腔内输送压缩空气的设备。要求气源有气流量大、供气稳定、噪音小、能连续工作的特点,一般实验室采用小型气源,气垫导轨的进气口用橡皮管和气源相连,进入导轨内的压缩空气,由导轨表面上的小孔喷出,从而托浮起滑块,托起的高度一般在0.1mm以上。

 

实验注意事项:

(1)导轨表面和滑块内面要保持平滑和光洁,在未通气时绝对不能在导轨上移动滑块。使用完毕后,先将滑块取下再关闭气源。

(2)滑块要轻拿轻放,切忌碰撞。

(3)小型气源噪声大、温度高,不宜长时间连续工作,不用时应及时关掉。

中国科学技术大学 2003 by USTC

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