用DIS测定小车运动的加速度

实验目的

学会用DIS测量小车的速度和加速度，并由v-t图像求出加速度。

实验原理

加速度的定义为 a=Δv/Δt。位移传感器测得小车在不同时刻的位置，计算机据此算出各时刻的速度，并作出v-t图像。小车做匀变速直线运动时，v-t图线是一条倾斜直线，图线的斜率就等于小车的加速度。

实验器材

• DIS位移传感器（发射器与接收器）
• 数据采集器
• 计算机及配套软件
• 轨道
• 小车
• 钩码
• 细绳与定滑轮

实验步骤

1. 把轨道放平，接收器固定在轨道一端，发射器固定在小车上。
2. 连接传感器、数据采集器和计算机，打开软件并设置好测量项目。
3. 用细绳连接小车和钩码，绳跨过定滑轮，保持绳与轨道平行。
4. 点击开始记录，释放小车，小车到达末端前停止记录。
5. 在v-t图像上选取直线段，用线性拟合或取两点求斜率，得到加速度。
6. 改变钩码质量，重复实验，比较不同情况下的加速度。

实验现象与结论

小车从静止开始运动时，v-t图线是一条向上倾斜的直线，说明小车做匀加速直线运动，直线的斜率即为加速度。钩码质量增大时，所得加速度也随之增大。实验中摩擦等因素会带来一定误差。

注意事项

• 小车运动终点处放置缓冲物，防止撞坏传感器。
• 释放小车时手要及时离开，不要挡住发射信号。
• 传感器和数据线要轻拿轻放。

常见问题

如何由v-t图像求加速度？

选取图线中的直线部分，取两点用 Δv/Δt 计算，或用软件线性拟合，所得斜率就是加速度。

为什么要在小车到达轨道末端前停止记录？

小车碰到末端时速度会突变，图线不再是直线，会影响拟合结果。