第八章 速度、转速和加速度测量

速度和加速度的测量【实验目的】1. 观察匀速直线运动，测量滑块的运动速度。

2. 学习使用气垫导轨和存储式数字毫秒计。

【实验仪器】气垫导轨、气源、存储式数字毫秒计、垫块。

【实验原理】1、测量滑块运动的瞬时速度V物体做直线运动时，其瞬时速度定义为： dt dS t S V t =∆∆=→∆lim 0 (1) 根据这个定义瞬时速度实际上是不可能测量的。

因为当∆t →0时，同时有∆S →0，测量上有具体困难。

我们只能取很小的∆t 及相应的∆S ，用其平均速度来代替瞬时速度V ，即tS V ∆∆=(2) 尽管像这样用平均速度代替瞬时速度会产生一定误差，但只要物体运动速度较大而加速度又不太大，这种误差也不会太大。

2、测量滑块运动的加速度a图1 滑块下滑示意图如图1所示，如果将气垫导轨的一端垫高，形成斜面，滑块下滑时将作匀变速直线运动，有三个基本运动公式：)(00t t a V V -=- （3）)(20202s s a V V -=- (4)20000)(21)(t t a t t V s s -+-=- (5) 式中s 0和s 以及V 0和V 分别为t 0和t 时刻滑块的位置坐标和相应的瞬时速度。

在实验中使用的毫秒计只能从t 0＝0时刻开始计时，所以运动方程变为：at V V =-0 (6)aS s s a V V 2)(20202=-=- (7)2021at t V S += (8) 此时t 为滑块从s 0处到s 处的运动时间， S ＝s －s 0为两光电门之间的距离。

实验时，使滑块由导轨最高端（或某一固定位置）静止自由下滑，即可测得不同位置s 0、s 1、s 2．．．．．处各自相应的速度和加速度值，如图2－2。

图2 位置和速度对应图【实验仪器介绍】气垫导轨气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。

它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。

空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。

初中物理实验探索如何测量速度和加速度物理实验一直是学习物理知识中不可或缺的一部分，通过实验可以深入了解物理规律和原理。

在初中阶段，学生可以进行一系列的实验，帮助他们理解速度和加速度的概念。

本文将探索如何进行初中物理实验来测量速度和加速度。

1. 实验目的本次实验的目的是通过测量物体在匀速直线运动和匀变速直线运动中的速度和加速度，加深对这些物理概念的理解。

2. 实验材料- 直线运动实验器材：包括平滑的木板、滑轮、细线等。

- 计时器：用于准确测量时间。

- 尺子：用于测量距离。

3. 实验一：测量匀速直线运动中的速度步骤：a. 在光滑的木板上绑上滑轮，滑轮附近固定一条细线，并将其与木板一端固定。

b. 将小物体（如一枚小石子）系在另一端的细线上，并使其通过滑轮。

c. 沿木板测量一段距离，记为L。

d. 让小物体自由滑落，并记录其通过滑轮所用的时间，记为t。

e. 重复上述步骤3次，并计算小物体的平均速度，用公式v= L/t计算。

4. 实验二：测量匀变速直线运动中的加速度步骤：a. 在平滑的木板上绑上滑轮，并固定一条细线。

将其与木板的一端固定，另一端绑上小物体。

b. 沿木板测量一段距离，记为L。

c. 让小物体在开始的位置静止，用计时器准确测定小物体从静止状态下滑到通过滑轮所用的时间，记为t。

d. 重复上述步骤3次，并计算小物体的平均加速度，用公式a=2(L/t^2)计算。

5. 实验记录和数据分析通过以上实验我们可以得到一系列的实验数据，在实验记录中要注意每次的实验步骤和实验结果的准确记录。

在数据分析中，可以将测得的速度和加速度的数据绘制成图表，以便更好地观察数据之间的关系。

6. 结论通过以上实验，我们可以得出以下结论：- 在匀速直线运动中，物体的速度保持恒定。

- 在匀变速直线运动中，物体的加速度是变化的。

- 速度和距离成正比，时间和距离的平方成正比。

通过这次实验，我们对速度和加速度有了更深入的理解。

同时，通过实验数据的记录和分析，我们也锻炼了观察能力和数据处理能力。

物理实验测量速度与加速度作用力、质量与加速度是物体运动中最基本的参数之一，通过实验测量它们的值可以更好地理解物理规律。

本次实验将重点测量和研究速度和加速度，并分析它们之间的关系。

实验目的：1. 了解速度和加速度的概念及其测量方法；2. 掌握测量速度和加速度的实验方法；3. 通过实验数据和计算分析，探究速度和加速度之间的关系。

实验材料与器材：1. 直线运动实验装置或运动轨道；2. 平移运动的小车；3. 电磁感应测速仪、计时器等测量装置；4. 弹簧测力计、砝码等质量测量装置。

实验步骤：一、测量小车的速度1. 将直线运动实验装置或运动轨道放置水平稳定，并确保其表面光滑，无明显障碍物。

2. 将小车放置在运动轨道上，确保小车能够自由运动而无外界干扰。

3. 使用电磁感应测速仪或计时器，测量小车在直线轨道上运动的时间t。

4. 在直线轨道上选取两个固定的位置点，测量小车通过这两个位置点的距离s。

5. 根据速度的定义公式 v = s / t，计算小车在直线轨道上的速度。

二、测量受力小车的加速度1. 将小车绑在弹簧测力计上，并使其处于水平平衡状态。

2. 在弹簧测力计下方的架子上放置一组知重的砝码，使弹簧测力计指针偏转，记录下当前受力的数值 F。

3. 以恒定的力作用在小车上，使其受到加速度的作用。

4. 记录下小车受力后的加速度 a。

5. 根据牛顿第二定律 F = ma，计算小车的质量 m。

三、分析速度与加速度之间的关系1. 根据实验数据计算出小车在直线轨道上的速度和加速度，并整理成表格。

2. 通过观察表格中的数据，分析速度和加速度之间的关系。

3. 绘制速度和加速度的折线图或散点图，进一步分析它们之间的关系。

4. 根据实验结果和数据分析，得出速度和加速度之间的定量关系，并加以论证。

实验注意事项：1. 进行实验前，预先检查实验装置的正常运转情况，确保安全和准确性。

2. 实验过程中，应注意保持实验装置的稳定性，减小外界干扰。