六、学生实验  测定匀变速直线运动的加速度

实验目的  学习测定匀变速直线运动的加速度的方法；验证匀变速直线运动的规律。

实验原理  在匀变速直线运动中，由于 ，所以t这段时间内中间时刻的速度为

将 代入公式  ，可得

比较上面两式可知，在匀变速直线运动中，一段时间t的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即

    在匀加速直线运动中，只要测出某一小段时间t₁内的位移s₁，就可用公式 计算出这段时间内的平均速度 ，从而也就知道了这段时间内中间时刻的瞬时速度 。利用同样的方法测出另一小段时间t₂中间时刻的瞬时速度 。如果再知道这两个中间时刻之间的时间 ，就可根据公式 计算出匀变速直线运动的加速度。

实验器材  电磁打点计时器，纸带，低压电源，附有滑轮的长木板，小车，钩码。

实验方法和步骤

图1-20

（1）如图1-20所示，把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在没有滑轮的一端，连接好电路。把一条纸带的一端固定在小车后面，另一端穿过打点计时器。小车前面挂一条细绳，细绳跨过滑轮垂向地面，挂上合适的钩码。

（3）把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带做匀加速直线运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新的纸带，重复实验三次。

图1-21

（4）从三条纸带中选择一条比较清晰的，舍掉开头一些较密集的点，然后找出三个相邻的点，在下面分别标A、B、C。再在纸带的后半部分找出三个相邻的点，标上D、E、F（图1-21）。

（5）用直尺量出A、C两点间的位移s₁，A、C两点间的时间t₁=0．02 s×2，计算出A、C两点间的平均速度 ，这个平均速度 应等于B点的瞬时速度 。用同样的方法计算出E点的瞬时速度 。

（6）数一数从B到E有多少个点，计算出B、E之间的时间 ， 然后根据公式 ，算出加速度的值a₁。

（7）选取其他两组相邻的3个点作为D、E、F，利用上述方法再算出另二段时间内的加速度a₂、a₃：，求出a₁、a₂和a₃，的平均值，就是小车做匀变速直线运动的加速度。

把测量和计算结果填入表1-5中。

表1-5

小车做匀变速直线运动的加速度a=_______ m／s²。

（8）用直尺量出B、E两点间的位移s。将测出的加速度和其他已知量分别代人匀变速直线运动的速度公式、位移公式、速度和位移的关系式，看一看你测出的加速度是否准确，并验证匀变速直线运动的规律。