DIS通用实验十五用光电门传感器测自由落体的加速度

实验十五 用光电门传感器测自由落体的加

速度

实验目的

测量自由落体的加速度。

实验原理

由v t 2－v 02＝2as ，得加速度a ＝v t 2－v 022s

； 把铁皮加工成如图15-1所示的挡光片，作为自由落体。设挡光片的两前沿距离为s ，挡光片上下两叉的宽度都为L 0（用卡尺精确测量），两叉挡光时间分别为t 1、t 5。由于L 0足够

小，故认为两叉通过光电门的瞬时速度分别是v 0＝L 0t 1 、v t ＝L 0t 5

，本次实验L 0＝0.01m ，s ＝0.1m 。亦可将透明有机玻璃片按固定间隔涂黑制成图15-2所示的挡光片。

实验器材

朗威DISLab 、计算机、铁架台、挡光片。

实验装置图

见图15-3。

图15-1工字型挡光片

图15-2挡光片

实验过程与数据分析

1．将光电门传感器用转接器固定在铁架台，保持其水平并接入数据采集器第一通道；

2．打开“计算表格”，选择“自动记录”，点击“开始”；

3．自光电门传感器上方释放挡光片，使其垂直下落，并确保挡光片上下两叉顺利通过光电门并挡光；

4．点击“结束”，增加变量“t 5”，复制t 1中第二行的值并粘贴到变量“t 5”的第一行；

5．输入自由表达式“g=（（0.01/ t 5）^2-(0.01/t 1)^2）/0.2”，得到第一行的计算结果即为自由落体加速度；

6．重复步骤2-5，得到一组实验数据（图15-4）。对照实验结果与实验地重力加速度实际值，可见相对误差为2~3%。

图15-4 重力加速度测量结果

图15-3实验装置图