实验报告(四)研究自由落体运动

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实验报告（四）研究自由落体运动的规律
一、实验目的：
1、判断自由落体运动是否是匀变速直线运动
2、测量重力加速度g值
二、实验原理：
1、匀变速直线运动的v-t图像一定是一条直线，直线的斜率为加速度a。

2、匀变速直线运动任意连续相等时间内的位移差Δx为恒量，可用Δx=aT2计算出加速度a。

三、实验器材：
打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物
四、实验步骤：
1、把铁架平台放在桌面边缘上，将打点计时器固定在
铁架台上。

2、将纸带一端系重物，另一端穿过打点计时器，用手
捏住纸带的上端，把纸带拉成竖直状态。

3、接通打点计时器的电源，待打点稳定后，释放纸带
让重物连同纸带一起自由下落。

4、纸带离开打点计时器后，立即关闭电源，取下纸带。

5、换上新纸带，重复操作两次。

6、整理实验器材。

五、注意事项：
1、按实验要求接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；
2、打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，且保证下落前纸带处于竖直状态，以减少摩擦阻力；
3、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减少，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小；
4、先接给打点计时器通电再放开纸带；
5、手捏纸带上端松手前，让重物尽量靠近打点计时器，保证重物不晃动。

六、实验数据的处理：
1.纸带的选取：
（1）选取一条点迹清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点迹，从一个适当的点开始（起始点，标记为0），往后数出若干个点，依次标记为1、2、3……。

2.采集数据：
测量起始点0到各点的距离x ，记录在表中：
3.数据处理：
【方案一：逐差法】
计算出相邻两点间的位移及相邻两段位移的差，按要求填入表中：
x I = x 1+ x 2+ x 3= cm x II = x 4+ x 5+ x 6= cm
△x = x II －x I = cm= m ，x I 或x II 所用的时间T= s 根据Δx =aT 2，可得a = m·s -2
★ 实验结论：
1、任意两个相邻相等时间间隔内的位移之差是 ，即可验证自由落体运动 匀加速直线运动；
2、利用逐差法计算出的加速度a =
m ·s -2。

【方案二：图像法】
将计时器打下1点的时刻作为计时起点，推算．．
出打下其余各点的时刻，填入表中。

利用匀变速直线运动的推论（2
v t ＝v̅ ）得出．．各点的瞬时速度，填入表中。

t/s0
v/（m·s－1）
根据上表中的数据在坐标纸中画出重物的v-t图象，并根据图线的斜率可表示加速度，求出a= m/s2。

★实验结论：
1、画出的v—t图像是线，即可验证自由落体运动匀加速直线运动；
2、通过计算v—t图像的斜率得出的加速度a= m·s-2。