2．1用数字计时器和气垫导轨研究匀变速直线运动

　　取一个滑块，放在气垫导轨上，滑块一端系细绳，跨过定滑轮挂一个砝码盘，盘里放砝码，当打开气源，释放滑块，滑块就在拉力作用下做匀加速直线运动。将数字计时器调到“加速度”挡，可直接从数字计时器的屏幕上读出物体加速度；调到“瞬时速度”挡，可读出物体经过光电门的速度，从而利用这些数据来研究匀变速直线运动。

　　2．2用数字计时器和气垫导轨研究自由落体运动

　　将两个光电门固定在铁架台上，光电门与数字计时器连接好，将数字计时器调到“加速度”挡。

　　（1）按图3将光电门A、B和电磁铁安装在支架上，调整它们的位置使三者在一条竖直线内。当电磁铁断电释放小球后，小球能顺利通过两个光电门。

W020070702548180979503.jpg
　　　　　　图3

　　（2）将数字计时器通电并调整光电门，当光电门A光路被瞬间切断时，即开始计时；当光电门B的光路被瞬间切断时，则停止计时。再接通电磁铁电源吸住小球，开始实验。切断电磁铁电源，小球落下。此时数字计时器显示的加速度即为重力加速度。

　　2．3用数字计时器和气垫导轨研究牛顿第一定律

　　牛顿第一定律的内容是一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。内容的理解分两点：①物体不受外力时，保持原来的运动状态；②物体受到外力时，速度改变（力是改变物体速度的原因）。不受力的情况实际是没有的，但就相当于合力为零。为了演示物体不受外力时总保持匀速直线运动状态或静止状态，可利用数字计时器和气垫导轨。将与数字计时器相连的光电门固定在气垫导轨的两个位置上，将数字计时器调节到“测平均速度”一挡，打开气源，将滑块轻放在导轨上，调节导轨水平。不加任何力，滑块处于静止状态；然后给滑块一个初速度，让滑块在导轨上运动，从数字计时器的屏幕上读出滑块经过两个光电门时的瞬时速度。从而得出结论，物体不受力会保持匀速直线运动。

　　2．4用数字计时器和气垫导轨研究牛顿第二定律

　　牛顿第二定律的内容是W020070702548181136492.gif，用数字计时器和气垫导轨探讨三者之间的定量关系。

　　实验装置：取一个已知质量的滑块，放在气垫导轨上，滑块一端系细绳，跨过定滑轮挂一个砝码盘，盘里放砝码。当打开气源，空气从气垫导轨表面的小孔喷出，在滑块和导轨之间形成一层气垫，使摩擦很小可以忽略，因此滑块只在拉力作用下做匀加速直线运动。拉力大小W020070702548181130038.gif可以认为等于砝码（包括砝码盘）的重力。滑块受到的拉力大小和自身质量的大小，都可以通过增、减砝码来改变。

　　实验步骤：

　　（1）研究质量一定，加速度和力的关系（控制变量法）

　　保持滑块质量不变，改变滑块所受外力的大小，通过数字计时器测量在物体质量相同时，受不同外力作用下的加速度。滑块加速度W020070702548181134574.gif。

　　（2）研究力一定，加速度与质量的关系（控制变量法）

　　保持滑块所受外力不变，改变滑块的质量，通过数字计时器测量在相同外力作用下不同质量物体的加速度。列表和作图W020070702548181137889.gif。

　　归纳总结上述实验中的两个关系，若F、m都发生变化的情况下，物体的加速度跟作用力成正比，跟物体质量成反比，这就是牛顿第二定律。

　　2．5用数字计时器研究牛顿第三定律

　　在气垫导轨上放两个相同的滑块，在离两滑块相同距离的两个位置分别固定两个光电门，用一根短细线连接两滑块，在中间夹一个压缩了的弹簧，用手按住它们静止在气垫导轨上。现烧断连接滑块的细绳，两滑块同时向两边运动。通过数字计时器测量两滑块分别经过两个光电门时的瞬时速度几乎相等，由此推理两滑块受力相等，得出作用力和反作用力大小相等，从而得牛顿第三定律。

　　2．6用数字计时器验证动量守恒定律

　　在气垫导轨的两个位置上分别固定两个光电门，然后将两个质量不相同的滑块放在导轨上。现同时给两个滑块一个初速度，读出分别经过光电门的瞬时速度。当两个滑块碰撞后再次经过光电门时，又读出分别的瞬时速度。将测得的速度和两个滑块的质量带进动量守恒定律的表达式W020070702548181133082.gif，看等号是否成立，从而验证了动量守恒定律。