利用光电门测瞬时速度的改进方法,本文主要内容关键词为:瞬时速度论文,电门论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
在高中物理课程中,利用纸带或光电门测量瞬时速度一般都用平均速度代替瞬时速度,这是近似的说法。其实只要对实验稍加改进,就可以得到更准确的瞬时速度,而测量精度也只取决于气垫导轨的平直程度和光电计时计数测速仪的灵敏度。 一、现有的利用光电门测瞬时速度的方法
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二、测瞬时速度的改进方法 如图1所示,将滑块放在气垫导轨上的A处,让滑块由静止状态开始自由下滑,设滑块在B处的瞬时速度为
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,滑块在通过B处时,挡光片的宽度为Δx(图2)。
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由图2可看出,实际测得的速度是滑块通过B点后位移为Δx的平均速度。 如果减小Δx,所测得的平均速度就更接近小车通过B点时的瞬时速度。
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三、实验方案 1.实验器材 L-QG-T-2000/5.8型气垫导轨,自制挡光片4个,MUF-ⅢA型计时计数测速仪,滑块。 2.实验步骤
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在气垫导轨只有一颗螺丝的那一端,小心地将气垫导轨抬起来,把一个标准垫块放在螺丝下面,使气垫导轨跟水平面有一定的夹角。让滑块能够从静止开始加速运动。 选择气垫导轨平直状态比较好的一段作为实验区,先确定A点(滑块静止处),然后将光电门固定在气垫导轨距A点大于50 cm上的某一点处(滑块在B点的瞬时速度为所要测量的瞬时速度)。 将挡光片1固定在滑块上,让滑块静止在A点处(图1),让滑块自由下滑到B点,记下计时计数测速仪所显示的挡光片通过光电门的时间Δt,重复5次。 将挡光片2、挡光片3、挡光片4分别固定在滑块上,重复上一步骤的实验内容。将记录的数据填入表2中。
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3.数据处理 将表1所测数据代入Δx=x+x′中,可得:
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将Δx的值分别填入表1中。 由
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可求出滑块5次通过光电门所用时间的平均值,将求得的Δt填入表2中。
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该设计方案利用了极限法,通过测量推出了某一点的瞬时速度,这种方法在理论上最贴近瞬时速度的定义,既能解决瞬时速度的实验测定问题,又能让人更容易理解瞬时速度的极限特性。
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