用气轨法和打点计时器法测量重力加速度
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用气轨法和打点计时器法测量重力加速度 作者：陈佳
来源：《文理导航》2014年第11期
自由落体运动是一种理想化的运动模型，是指物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。这种运动只有在没有空气阻力的空间里才能发生。注意自由落体运动的两个基本特征：①初速度为零；②只受重力；我们常见的物体的自由下落的运动不是严格意义上的自由落体运动，因为物体都受到空气阻力的影响。只有在物体所受的空气阻力与物体的重力相比很小，可以忽略不计时，物体的下落才可近似地看作自由落体运动。整体分析：当把两个物体捆在一起时，mC=mA+mB因为新组成的物体比上述两个物体中的任一个都重从而下落的应最快。局部分析：A 物体下落的快，受到一个下落得慢的物体B 的作用，结果就像一个大人拉着小孩向前跑，比单独大人跑要慢，比小孩单独跑要快一样，他们的共同速度应介于A 、B 两物体之间即VA>VC>VB。
1.用气轨法测量重力加速度
先将气轨调成水平状态，然后在气轨的单脚底座下垫以一定厚度的垫块，使气轨形成斜面，滑行器从导轨的顶端自静止滑下，测出滑行器的加速度。沿此斜面的加速度起因于重力加速度g 的一个分量，如果轨面倾斜角为θ，则这个分量为a=gsinθ或g=a/sinθ。当角度很小时，由于θ≈sinθ，使此式进一步简化。因此，如果角度θ以弧度为单位，则对小角度有g=a。伽利略三百多年前用来测定重力加速度的方法。测定加速度a ，可以用在气轨上光电门配合数字毫秒计的方法，角度θ=h/l。这里是h 垫块的厚度，l 是气轨底脚间的垂直距离，h 必须经过准确测量，保证足够的精度，h 的微小偏差，将引起结果的明显误差。
1.1实验步骤
（1）粗调：调节导轨下的三只底脚螺丝，使导轨大致水平。
（2）静态调平：将滑块放在导轨上，接通气源，这时滑块在导轨上自由运动，调节导轨的单脚底脚螺丝，使滑块基本静止。
（3）动态调平：将两个光电门架在导轨上，相距60cm 左右。在滑块上安放开槽遮光片，接通数字毫秒计电源，将光控方式选择开关置于“S2”档，复位选择开关置于“自动”档。轻轻推动滑块，分别读出遮光片通过两个光电门的时间Δt1和Δt2，它们不等，则反复调节单脚螺丝，使它们相差不超过千分之几秒，此时可认为气垫导轨基本水平。滑行器从导轨的顶端自静止滑下。
（4）分别记下遮光片经过两光电门的时间Δt1和Δt2，计算V1、V2和a 。