平均速度近似为瞬时速度造成系统误差的多方法研究——以倾斜气垫导轨法测量重力加速度实验设计为例

匀变速直线运动加速度计算公式应用中，最基本的物理观念是几个物理量之间存在着“一一对应”关系。在倾斜气垫导轨法测量重力加速度实验中，滑块运动的瞬时速度无法准确测量，只能用平均速度代替，造成了公式应用中要求的物理量之间的“一一对应”关系被破坏，产生了无法克服的系统误差。本文设计了匀加速和匀减速直线运动两种实验情境，分别用控制变量法、数学解析法和图像法等多种方法研究了不同实验情境的系统误差，将系统误差分析与物理观念构建建立了联系，分析了挡光片宽度d、加速情境滑块静止释放时离第一个光电门的距离L、减速情境滑块静止时离第二个光电门距离M、两光电门间距S和气垫导轨倾角θ等参量对该系统误差的影响，研究表明：d、S、L或W参量对该系统误差都有影响；d值的大小是造成该系统误差的主要因素；θ参量无影响；应用公式(1)计算重力加速度值更精确。