上一篇中我们学习了一个非常重要的概念——加速度。它被定义为速度改变量和发生改变的时间的比值。它是一个矢量,方向就是速度变化量的方向。加速度是利用比值定义法定义的物理量,故加速度的大小与初速度、末速度、速度改变量的大小没有必然联系。比如:速度变化量(或速度)大,加速度不一定大。 很多时候,物体运动的加速度也会发生变化,这个时候我们仍然可以用定义式来粗略计算物体的加速度。这个加速度叫做平均加速度。 当然,物体某时刻或者通过某位置是加速度就叫做瞬时加速度。 那么如何测量物体的平均加速度呢? 1.可以利用打点计时器。 比如上面这条纸带就是利用打点计时器弄出来的。现在我们想要测量一下BD之间的平均加速度。显然BD段之间有10个空格,每个空格代表0.02秒,故BD段的时间为0.2秒,这个时候只需要计算出B点和D点的速度即可用公式a=△v/△t来计算平均加速度了。 如何测出B点的速度呢? 一般我们用B两端附近某一段的平均速度来近似代表B点的瞬时速度。比如此处我们可以用AC的平均速度来代表B的瞬时速度。 同理,可以用CE段的平均速度来代表D点的瞬时速度。 求得VB=XAC/t=0.276m/0.2s=1.38m/s VD=XCE/t=(1.0560-0.2760)m/0.2s=3.9m/s 所以a=(VD-VB)/tBD=(3.9-1.38)m/s÷0.2s=12.6m/s2 2.也可以利用光电门来测量平均加速度 光电门上一边安装发光装置,一边安装接收装置并与计时装置连接。当遮光条挡住光时,计时装置开始计时。故可以知道遮光条通过光电门的时间。而遮光条的宽度是已知的,从而可以测出物体通过光电门的平均速度。由于遮光条很短,这个平均速度可以看成是通过光电门瞬间的瞬时速度。 当知道物体通过两个光电门的速度是,再测量出从一个光电门到另一个光电门的时间,就可以算出这期间的平均加速度了。 【例】用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度.如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1=0.29 s,通过光电门2的时间为Δt2=0.11 s,已知遮光条的宽度为3.0 cm,则滑块通过光电门1的速度为________m/s,通过光电门2的速度为________m/s.若物体从光电门1到光电门2的时间为1.00s,则物体的加速度为__________(结果均保留两位有效数字) |
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