用DIS研究自由落体运动

实验目的

用DIS测量自由落体的速度，分析运动规律并测出重力加速度。

实验原理

自由落体运动是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动，v=gt，h=½gt²。光电门测出小球通过时的速度，计算机作出v-t图像，是一条过原点的倾斜直线，其斜率就等于重力加速度g。

实验器材

• 光电门传感器
• 数据采集器
• 计算机及配套软件
• 铁架台
• 小球（或带挡光片的物体）
• 接球的软垫

实验步骤

1. 把光电门传感器固定在铁架台上，并连接数据采集器和计算机。
2. 调整光电门位置，使小球下落时恰好通过光电门的光路。
3. 在软件中设置测量项目，开始记录。
4. 让小球从光电门上方由静止释放，记录通过时的数据。
5. 改变光电门的高度重复测量，得到多组速度和时间。
6. 在软件中作v-t图像，求斜率得到g。

实验现象与结论

v-t图像是一条过原点附近的倾斜直线，说明小球做初速度为零的匀加速直线运动。图线斜率约为9.8 m/s²，与当地重力加速度接近，测量值略有偏差。

注意事项

• 光电门下方放软垫接球，防止小球弹跳和砸坏器材。
• 铁架台要固定稳妥。
• 释放小球时不要碰到光电门。

常见问题

怎样判断小球做的是匀加速运动？

看v-t图像是否为一条倾斜直线，若是，说明速度均匀增大，加速度不变。

小球应从光电门正上方释放吗？

应使小球中心通过光电门光路，并尽量沿竖直方向下落，以减小误差。