實驗原理n 平均速度和瞬時速度的測量做直線運動的物體在 時間內(nèi)的位移為,則物體在時間內(nèi)的平均速度為 (1)當時,平均速度趨近于一個極限,即物體在該點的瞬時速度.我們用來表示瞬時速度,(2)實驗上直接用上式測量某點的瞬時速度是很困難的,一般在一定誤差范圍內(nèi),用極短的內(nèi)的平均速度代替瞬時速度.n 勻速直線運動若滑塊受一恒力,它將做勻變速直線運動,可采用在導軌一端加一滑輪,通過滑輪旋一重物在滑塊上,也可以把氣墊導軌一端墊高成一斜面來實現(xiàn).采用前者可改變外力,不但可測得加速度,還可以驗證牛頓第二定律.采用后者,因在測量過程中受外界干擾較小,測量誤差較小,在測量加速度的基礎上,還可以測量當?shù)氐闹亓铀俣?勻變速運動方程如下：(3) (4) (5)在斜面上物體從同一位置由靜止開始下滑,若測得不同位置處的速度為相應的時間為 以為橫坐標,為縱坐標作圖,如果圖線是一條直線,證明物體作勻加速直線運動,圖線的斜率為加速度,截距為.同樣把對應處的測出,作圖和圖,若圖線是直線,則物體作勻加速直線運動,斜率分別為和,截距分別為和.n 重力加速度的測定如圖4.1.1-1所時,h為墊塊的高度,L為斜面長,滑塊沿斜面下滑的加速度為 (6) (7)n 驗證牛頓第二定律設運動物體的總質(zhì)量為,作用力為,假設其他耗散力如摩擦力、空氣阻力、氣墊粘滯力可忽略不計,這時牛頓第二定律可表示為 (8)若保持不變,改變,應為一常量,即增大,同時增大；減小,同時減小.若保持不變,改變,則應為一常量,即增加,即減小.因此,只要在實驗中滿足上述條件,即可驗證牛頓第二定律.答案補充 實驗內(nèi)容n 勻變速運動中速度與加速度得測量 答案補充 l 先將氣墊導軌調(diào)平,然后在一端單腳螺絲下置一墊塊,使導軌成一斜面.l 在滑塊上裝上U型擋光片,在導軌上置好光電門,打開計時裝置.l 使滑塊從距光電門處自然下滑,做初速度為零的勻加速運動,記下?lián)豕鈺r間 ,重復三次.l 改變s,重復上述測量.l 測量,墊塊高h及斜面長L.l 用最小二乘法對進行直線擬合,并求出的標準誤差.l 用坐標紙作曲線,求,與最小二乘法所得結果進行比較,并計算g.n 驗證牛頓第二定律將墊塊取出,時導軌處于水平狀態(tài).用細線將砝碼盤通過滑輪與滑塊相連.若滑塊質(zhì)量為,砝碼盤和盤中砝碼的質(zhì)量為,滑輪等效質(zhì)量（約為0.30g）,砝碼盤、盤中砝碼和滑塊上的砝碼的總質(zhì)量為,則此時牛頓第二定律方程為 (9) 答案補充 改變,使分別為2.00g,4.00g,6.00g,8.00g,10.00g時（每次剩余砝碼要放在滑塊上）,測量在不同力的作用下,通過光電門的瞬時速度,再由,求出.作曲線,由斜率求出物體的總質(zhì)量.設計性內(nèi)容 n 利用斜面驗證牛頓第二定律.F不變,改變m,應怎樣做?m不變,改變F又該怎樣做?實驗重點n 掌握利用氣墊技術精確地測定物體的平均速度、瞬時速度、加速度及當?shù)氐闹亓铀俣?n 通過物體沿斜面的自由下滑運動來研究勻變速運動的規(guī)律和驗證牛頓第二定律.實驗中如何滿足運動物體的總質(zhì)量不變,此時改變作用力F,F/a 為一常量.