用DIS测定瞬时速度

实验目的

会用光电门测速，理解挡光片越窄测得速度越接近瞬时速度。

实验原理

挡光片宽度为Δs，通过光电门的遮光时间为Δt，则小车通过光电门的平均速度 v = Δs/Δt。Δs越小，Δt也越短，平均速度越接近挡光片通过光电门时的瞬时速度。因此常用很窄的挡光片，用 Δs/Δt 近似表示瞬时速度。

实验器材

• 光电门传感器
• 数据采集器
• 计算机及配套软件
• 轨道（可一端垫高）
• 小车
• 不同宽度的挡光片
• 刻度尺

实验步骤

1. 连接光电门、数据采集器和计算机，固定光电门在轨道上
2. 在小车上装好一种宽度的挡光片，用刻度尺测宽度
3. 让小车从同一位置由静止释放，通过光电门
4. 在软件中读出遮光时间，计算 v = Δs/Δt
5. 换用不同宽度的挡光片，仍从同一位置释放，重复测量
6. 比较各次测得的速度及其变化趋势

实验现象与结论

小车从同一位置释放，挡光片越窄，遮光时间越短，计算出的速度值越接近某一确定值，这个值可近似看作小车通过光电门位置的瞬时速度。挡光片较宽时，算出的是较长时间内的平均速度，与瞬时速度偏差较大。

注意事项

• 每次应从同一位置由静止释放小车
• 小车运动终点处要放挡板，防止滑落

常见问题

光电门测出的速度是瞬时速度吗？

严格说是挡光片通过时间内的平均速度。挡光片很窄时，可近似看作瞬时速度。

为什么每次要从同一位置释放小车？

这样小车到达光电门时的真实速度基本相同，才能比较不同宽度挡光片测得的结果。