八平均速度与瞬时速度的关系

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实验八 平均速度与瞬时速度的关系





实验目的

掌握“瞬时速度就是平均速度极限”的概念。

实验原理

选取物体运动过程中的某一段位移 s 并测量该物体在 s 内的平均速度 v。如果使 s 逐渐减小,则



v 将逐渐趋近于某一定值,该定值(平均速度的极限)即为物体运动的瞬时速度。

实验器材

朗威 DISLab 、计算机、 DISLab 力学轨道及配套小车、挡光片等。

实验装置图

同实验七。

实验过程与数据分析

1.使用 DISLab 力学轨道附件中的“ I ”型支架将两只光电门传感器固定在力学轨道一侧,将光电门分别接入数据采集器的第一、二通道;

2.将轨道的一端调高,小车上安装宽度为

置使小车及挡光片能够顺利通过并挡光;

3.打开“计算表格” ,点击“变量” ,启用“挡光片经过两个光电门的时间”功能,软件默认变量为 t12。定义“变量 s”为两光电门传感器之间的距离;

4.点击“开始” ,令小车从轨道的高端下滑,使挡光片依次通过两光电门;

5.保持靠近小车起点的光电门位置不变,逐次移动另一只光电门向其靠近,手动输入

两只光电门之间的距离

s,令小车从同一位置下滑,测量多次后点击“停止”



6.点击“公式” ,选择力学公式库中的“平均速度” ,正确选择公式变量,得出实验结果(图 8-1,单位 m/s);

0.020m 的“ I ”型挡光片,调整光电门的位







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8-1



s 逐渐减小时平均速度向定值的趋近



7.观察可见,随着 s t12 值的减小,速度越来越趋近于某个定值,该定值即为小车通过第一只光电门时瞬时速度;

8.点击“绘图” ,选取 X 轴为位移“ s”,Y 轴为平均速度“ v”,点击“拟合”,选取“线性拟合”,得拟合图线(图 8-2)。由该图线的直线方程: y=0.2947x+0.5334 ”,得其在 Y 轴上的截距为 0.533。该截距的物理意义即为小车通过第一只光电门时的瞬时速度。



8-2



测量数据的线性拟合

建议:



本实验亦可使用朗威 ? DISLab 教材专用软件来作, 此时使用一只光电门即可。 详见《用户手册》“瞬时速度的测定”实验。



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本文来源:https://www.wddqw.com/doc/bb86524b67ce0508763231126edb6f1afe0071aa.html