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。     

条形挡光片测速的误差分析及修正方法

在利用气垫导轨装置及配件进行的各类实验中,速度作为一个基本的待测量,其准确测量有着重要的意义.通常利用MUJ-6B通用计数器记录不同类型挡光片经过光电门的遮光时间,用游标卡尺测得遮光距离从而得到速度值.本文从光电计时原理分析了使用U形挡光片、计时方式2不会出现系统误差,而使用条形挡光片、计时方式1会出现较大系统误差的原因.我们进一步利用气垫导轨上两弹簧连接滑块做简谐振动模型的理论公式推导出条形挡光片遮光时被光电门"吞掉"的宽度,进而得到了速度的修正公式.此外,通过气垫导轨上的动量守恒实验从另外一个角度验证了速度修正方法的正确性.     

气轨法验证动量守恒定律实验中影响因素的探讨

动量守恒定律是最早发现的一条守恒定律,也是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一.在用气垫导轨来验证动量守恒实验过程中发现光电门位置,以及两滑块的质量,导轨调平等因素对实验的结果有不小的影响,从实验测量的角度分析这些因素对实验的影响,测量结果表明在S2＞7 cm时,动量损失率和能量损失率随着两光电门之间距离的增大而有所减...     

双光电门研究匀变速直线运动实验系统误差浅析

高中物理运动光电门研究匀变速直线运动实验是越来越常见, 这类实验一直是把遮光片过光电门的这 一小段运动近似为匀速运动, 所以必然存在系统误差. 但是教学中学生更多是困惑于系统误差产生的真正原因, 本 文就这系统误差的产生原因进行粗浅的分析     

谐振动研究实验微机快速测量和数据处理系统

谐振动研究实验微机快速测量和数据处理系统杨党强（西安理工大学物理教研室７１００４８）一、引言在气垫上进行谐振动研究实验中，常常要测量滑块经过一段距离的时间或滑块在某点的运动速度．传统的方法是将光电门固定在气轨上，遮光板固定在滑块上，利用数字计时仪器或...     

介绍一个研究动量的变化的实验

在高中物理“动量的变化”一节的教学时,由于条件的限制,课本上只能给出滑块动量变化时的闪光照片,这样做当然可以使学生在图片上测量出滑块动量变化的情况,但是却无法观察或进行这个实验,为了弥补这个缺陷,我们自行设计了一个实验,让学生们在学习     

气轨上加速度的测量与挡光片的宽度

气轨实验中根据公式:a=(v_B~2-v_A~2)/(2S) (1)a=(v_B-v_A)/t (2) 计算加速度a时,将有理论系统误差,此茶统误差与挡光片宽度d有关,但不一定从减小宽度去消除。一、掘根公式(1)测量时设滑块在起始位置时,挡光片的第1前沿距光电门A为S_0(图1),挡光片的第2前沿距第丑前沿为d,即挡光片宽度,光电门A、B间距离为S。当滑块从静止开始以加     

《光电光谱分析》要目

《光电光谱分析》要目１光电光谱分析原理（３０万字）；１；１绪论；１．１．１光谱的种类与光谱分析内容；１。１．２光电光谱分析的发展；１．１．３光电光谱仪的类型；１．１．４光电光谱分析的特点及应用范围；１．２原子光谱；１．２．１原子结构及光谱项；１．２．...     

《光电光谱分析》要目

《光电光谱分析》要目１光电光谱分析原理（３０万字）；１．１绪论；１．１．１光谱的种类与光谱分析内容；１．１．２光电光谱分析的发展；１．１．３光电光谱仪的类型；１．１．４光电光谱分析的特点及应用范围；１．２原子光谱；１．２．１原子结构及光谱项；１．２．...     

《碰撞中的动量守恒》实验中一个易被疏忽的问题

高中物理学生实验《碰撞中的动量守恒》是用两个大小相同但质量不等的小球在斜槽末端发生水平方向上的正碰来验证动量守恒定律。实验巧妙地用小球在碰撞前后飞出的水平距离来代表碰撞前后的水平速度,从而把速度的测量简化为长度的测量。这是基于下述原理:做平抛运动的小球落到地     

实验误差分析举例——关于动量守恒定律的验证

本文以平直度较差的气轨上的验证动量守恒定律实验为例,分析实验的误差与实验的改进。实验安排如下: 1.调平气轨使滑块能停在导轨中间(已检查过导轨排气孔,擦拭过轨面). 2.在导轨上置二光电门A、B(相距60cm)。3.质量为m_2的滑块Ⅱ停在二光电门之     

量子化学中的电子轨道成像术

文章通过两个具体的实例阐明一个重要的观点：以电子动量谱学实验提供的电子能谱和电子动量谱为依据，人们可以在众多的量子化学轨道理论中择优．在此理论基础上，利用现代计算机图像技术，人们既可以在位置坐标空间中，也可以在动量空间中以不同的图形将电子轨道展示出来，这就是新近人们称之为电子轨道成像技术或“看”电子轨道的技术．电子轨道成像术能积极地促进电子动量谱学与邻近各学科的交叉．     

碘甲烷分子内层轨道的电子动量谱学研究（英文）

本文利用电子动量谱仪在1200 eV电子碰撞能量下测量了碘甲烷分子内层轨道电子束缚能谱和电子动量分布.在能谱上观测到自旋-轨道耦合作用导致的两个分裂峰,得到了它们对应的电子动量分布.采用相对论密度泛函理论方法计算了自旋-轨道分裂成分的电子动量分布,计算结果在电子动量大于1.0 a.u.区域内与实验测量符合很好,但在动量小于1.0 a.u.区域内严重低估了实验.扭曲波理论计算很好地解释了低动量区的实验结果.     

碘甲烷分子内层轨道的电子动量谱学研究

本文利用电子动量谱仪在1200 eV电子碰撞能量下测量了碘甲烷分子内层轨道电子束缚能谱和电子动量分布. 在能谱上观测到自旋-轨道耦合作用导致的两个分裂峰,得到了它们对应的电子动量分布. 采用相对论密度泛函理论方法计算了自旋-轨道分裂成分的电子动量分布,计算结果在电子动量大于1.0 a.u.区域内与实验测量符合很好,但在动量小于1.0 a.u.区域内严重低估了实验. 扭曲波理论计算很好地解释了低动量区的实验结果.     

对加速度实验值的修正

物体作匀加速直线运动的加速度为：ａ＝ｖｔ－ｖｏｔｖｔ和ｖｏ实验中是用挡光条通过光电门的平均速度Δｘ／Δｔ的值来近似代替的．理论上瞬时速度为ｖ＝ｌｉｍΔｔ→０ΔｘΔｔ这样在气垫导轨上测量滑块作匀加速直线运动的加速度也只能是近似值了，理论上可以证明，这个...     

伏安法的系统误差及消除方法

电学实验《测定电源的电动势和内电阻》是一个设计性的实验，教学中，发现学生设计的图１、图２测量电路实验结果相差较大．本文拟述图１、图２电路的系统误差以及如何消除这种误差．对于图１电路，根据测量原理Ｅ＝Ｕ＋Ｉｒ，改变滑线变阻器的使用阻值：Ｅ测＝Ｕ１＋Ｉ１...     

气垫导轨实验中滑块的调整

在气垫导轨上做“验证动量守恒定律”实验时,滑块的调整是非常关键的。滑块的调整主要有以下两个方面: 一、挡光片放在适当的位置我们使用的挡光片是有效宽度5.0cm的QG-4型滑块上使用的挡光片。挡光片在滑块上的位置对实验效果影响很大。但人们常忽略这一点,经常把挡光片放在滑块的中间     

善用参考系解题

选择不同的参考系，其描述运动就不同，因此适当地选择参考系就可以使问题简化．例１，在光滑的水平轨道上有两个半径都是ｒ的小球Ａ和Ｂ，质量分别为ｍ１和ｍ２，且ｍ２＝２ｍ１．当两球心间的距离大于ｌ（ｌ比２ｒ大）时，两球之间无相互作用力；当两球心间距离等于或小...     

滑块与轨面阻尼对实验结果的影响

在气垫导轨实验装置的使用过程中，实验误差，大致从以下四个方面引起：(1)导轨变形；(2)计时、计速装置的光电转换系统的影响；(3)滑块在运动中受各种阻尼；(4)气源供气量、气压不适或不稳定．在本文中主要探讨滑块与滑面阻尼对实验结果的影响做一定量的分析．     

棱镜产生最小偏向角的充要条件

光学教程分析了棱镜产生最小偏向角的必要条件,但其讨论过程不易被初学者所理解,且没有涉及产生最小偏向角的充分条件．本文将对其做适当改进,使之更简明、更完善． 如图１所示,ＳＢ为入射光线,经棱镜折射后成为ＣＳ′,两光线夹角θ称为偏向角．由图１知： 按折射定律有： ｉ１＝ａｒｃ ｓｉｎ（ｎｓｉｎ ｉ１）, ｉ′１＝ａｒｃ ｓｉｎ［ ｎｓｉｎ（ａ－ ｉ２）］,θ＝ａｒｃ　ｓｉｎ（ｎｓｉｎ　ｉ２）＋ａｒｃ　ｓｉｎ［ｎｓｉｎ（ａ－ｉ２）］－ａ（２）（２）式表明,θ随ｉ１的改变而改变,而偏向角有一最小值的必要条件是： …