直线运动中速度的测量.doc

直线运动中速度的测量.doc实验题目:直线运动中速度的测量实验目的:利用气垫技术精确地测定物体的平均速度、瞬时速度、加速度以及当地的重力加速度,通过物体沿斜面自由下滑来研究匀变速运动的规律和验证牛顿第二定律实验原理:1、平均速度和瞬时速度的测量—AV作直线运动的物体△t时间的位移是△S,则t时间内的平均速度为v=—(1),当△t-0,,即是物体在该点的瞬时速度,我们用V来表示瞬时速度V=lim—&—0Ar(2),在一定的误差范围内,用极短时间内的平均速度可代替瞬时速度。2、匀变速直线运动若滑块受一恒力,它将作匀变速直线运动,可采用将气垫导轨一端加一滑轮,通过滑轮悬一重物在滑块上,也可以把导轨一端垫高成一斜面来实现。如采用后者,有方程:v=v0+at(3)s=v{}t+^at2(4)v2=v()4-2as(5)让滑块从同一位置由静止开始下滑,测得不同位置处速度为V】、V2、……,相应时间为们、图1 导轨垫起的斜面t2、……以t为横坐标,u为纵坐标,作VT图,如果图线是一条直线,证明物体作匀加速直线运动。作三-!图和tv2-s图。若图线是直线,则物体作匀加速直线运动。3、 重力加速度的测定如图1所示,h为垫块的高度,L为斜面长,滑块加速度为h Lo=gsine=g—,从而解得:g=~ra°L h4、 验证牛顿第二定律设运动物体的总质量为m总,作用力为F,假设其他耗散力如摩擦力、空气阻力、气垫黏滞阻力可忽略不计,这时牛二可以表示为F=ma。若保持m不变,改变F,F/a应为一常量,即F增大,a同时增大;F减小,a减小。因此,只要在实验中满足以上关系,即可验证牛顿第二定律。实验器材:气垫导轨、滑块、垫块、破码、砥码盘、细线、游标卡尺、米尺、挡光片、光电门、计时器、托盘天平实验桌号:5号实验内容:1、匀变速运动中速度与加速度的测量气垫导轨的调平,将一段垫起一定高度组装好相应的滑块装置让滑块从距光电门s=,,,,,记录挡光时间,各重复三次(4)用最小二乘法对v2=las直线拟合并求。的标准差(5)作出v2-2s曲线2、 ,(1) 在1的实验前提条件下,确保系统总质量不变,导轨水平放置(2) 改变托盘中彼码个数,让滑块从s=,记录挡光时间(3) 作出Fn-an曲线,求物体总质量,并和天平称得的质量进行比较3、 思考题做1、3题数据处理和误差分析:实验数据如下:2 、U型挡光片的d/inm =++=++=++==/.====2、匀变速运动中速度和加速度的测量表一:滑块通