中国石油大学（华东）现代远程教育实验报告课程名称：大学物理(一) 实验名称：速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证实验形式：在线模拟+现场实践提交形式：在线提交实验报告学生姓名：学 号：年级专业层次：学习中心：提交时间：2017 年3 月3 日一、实验目的1．了解气垫导轨的构造和性能，熟悉气垫导轨的调节和使用方法。2．了解光电计时系统的基本工作原理，学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。3．掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。4．从实验上验证 F=ma的关系式，加深对牛顿第二定律的理解。5．掌握验证物理规律的基本实验方法。二、实验原理．速度的测量一个作直线运动的物体，如果在t ~t +Δ t 时间内通过的位移为Δ x（x~x+Δ x），则该物体在 Δ t 时间内的平均速度为，Δ t 越小，平均速度就越接近于 t 时刻的实际速度。 当 Δ t →0 时，平均速度的极限值就是t 时刻（或x 位置）的瞬时速度（1）实际测量中，计时装置不可能记下Δ t →0 的时间来，因而直接用式（ 1）测量某点的速度就难以实现。但在一定误差范围内，只要取很小的位移Δ x，测量对应时间间隔 Δ t ，就可以用平均速度近似代替 t 时刻到达 x 点的瞬时速度。本实验中取 Δ x 为定值（约 10mm），用光电计时系统测出通过Δ x 所需的极短时间 Δ t ，较好地解决了瞬时速度的测量问题。2．加速度的测量在气垫导轨上相距一定距离S 的两个位置处各放置一个光电门， 分别测出滑块经过这两个位置时的速度v1 和 v2。对于匀加速直线运动问题，通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系，就可以实现加速度a 的测量。（1）由测量加速度在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和 v2，经过两个光电门之间的时间为t 21，则加速度 a 为（2）根据式（ 2）即可计算出滑块的加速度。（2）由测量加速度设 v1 和 v2 为滑块经过两个光电门的速度，S 是两个光电门之间距离，则加速度 a 为（3）根据式（ 3）也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。（3）由测量加速度还可以根据匀加速直线运动加速度a、位移 S（S＝x－x0）及运动时间 t 之间的关系式测量加速度。 据此计算加速度有多种方法， 其中一种方法是根据式（ 4）由作图法求出加速度。（4）实验时固定初位置x0（光电门 1 的位置），改变不同的末位置x（光电门 2的位置），使物体（滑块） 从静止开始运动，...
