用斜面研究勻變速直線(xiàn)運動(dòng)

　　【目的和要求】

　　學(xué)習運用位移與時(shí)間的比例關(guān)系研究勻變速直線(xiàn)運動(dòng)，并求出物體的加速度。

　　【實(shí)驗原理】

　　如果物體做初速為零的勻變速直線(xiàn)運動(dòng)，則其位移隨時(shí)間變化的規律是S＝（1／2）at2，即位移與時(shí)間的平方成正比。如果實(shí)驗測得在誤差范圍內比值S／t2為一恒量，即證明了運動(dòng)是勻變速的，且這個(gè)比值就是加速度大小的一半。

　　【儀器和器材】

　　兩米以上的長(cháng)槽板，光滑球（直徑1－4厘米均可），木塊4－5塊，停表，直尺。

　　【實(shí)驗方法】

　　1．在桌面（或地面）上用木塊把槽板墊成斜面（為什么中間要墊1－2塊？）。在與槽板長(cháng)度相同的紙條上畫(huà)出16條以上的、十分清晰的等分線(xiàn)，再把紙條貼在槽板側面上。

　　2．用擋板1（木塊）把球擋在槽板的第1格上，擋板與球接觸的面與第一條等分線(xiàn)相齊。把擋板2放在斜面上距球幾個(gè)“單位”長(cháng)處，其左側與等分線(xiàn)相齊。在下表中記下此單位長(cháng)數目。

　　3．將球從靜止放開(kāi)，并同時(shí)發(fā)出開(kāi)始計時(shí)的信號。放開(kāi)球的操作是：用手把擋板1沿斜面向下方突然迅速撤去；計時(shí)信號是：“倒數”3、2、1、放！計時(shí)者聽(tīng)到“放”字開(kāi)始計時(shí)（開(kāi)動(dòng)停表），在聽(tīng)和看到球碰到擋板2時(shí)停止計時(shí)（止動(dòng)停表）。重復操作8－10次，求出各次記錄時(shí)間的平均值作為球的運動(dòng)時(shí)間，記入表內。

　　4．將擋板2依次下移2－3個(gè)“單位”長(cháng)，重復步驟3的操作，再取幾組關(guān)于S和t的數據，直至擋板2移至最下端為止。

　　5．求出各次實(shí)驗的S／t2的比值，看它們在實(shí)驗誤差范圍內是否相等。如相等，則運動(dòng)是勻加速的。求出各次實(shí)驗S／t2的平均值，再乘以2，即得此勻變速運動(dòng)的加速度。

　　【注意事項】

　　1．時(shí)間測量誤差是本實(shí)驗最主要的誤差來(lái)源，正確進(jìn)行時(shí)間測量是實(shí)驗成敗的關(guān)鍵之一。要力求計時(shí)與球的運動(dòng)同步，并對同一位移，多測幾次時(shí)間，求平均值，如有可能，可幾個(gè)人同時(shí)進(jìn)行時(shí)間測定，效果更好。

　　2．實(shí)驗關(guān)鍵之二是保證斜槽內口兩側棱的直線(xiàn)度，其光滑程度力求接近（可用砂紙打磨一下）；所用斜槽越長(cháng)，下面墊的木塊數相應要越多。

　　3．長(cháng)槽板可用兩根平行的光滑圓棒代替，兩端插入支架中以保證平行。

　　【思考題】

　　1．為什么第一次實(shí)驗是取幾個(gè)“單位長(cháng)”作為球的位移？取五個(gè)單位長(cháng)作位移有什么不好？你所測的結果中哪一個(gè)結果可能最不精確？

　　2．你認為斜槽與水平面的傾角是大些好？還是小些好？為什么？

　　3．你認為小球是重些好？還是輕些好？球的直徑的大小會(huì )對測量產(chǎn)生影響嗎？

　　4．如果運動(dòng)是勻變速的，則S－t2圖線(xiàn)是哪種圖線(xiàn)？試繪出此圖線(xiàn)，由圖線(xiàn)求出勻變速運動(dòng)的加速度。