朱柏樹

摘 要：以兩道試題為例，剖析用光電門測量加速度的兩種實驗方案產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因，分析系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響。

關(guān)鍵詞：光電門；加速度；實驗；系統(tǒng)誤差

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-6148（2015）6-0057-4

光電門（包括數(shù)字計時器）是間接測量速度和加速度的常用儀器。光電門測出的是遮光片通過光電門的平均速度，在計算加速度時，我們通常將遮光片通過光電門的平均速度用作遮光片前沿（或中點）通過光電門的瞬時速度來計算加速度時，這會產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。用光電門測量加速度常用的實驗方案有兩種。

1 測量遮光板在兩光電門間運動的時間

例1 為測定氣墊導(dǎo)軌上滑塊的加速度，滑塊上安裝了寬度為d=3.0 cm的遮光板，如圖1所示?；瑝K在牽引力的作用下先后通過兩個光電門，配套數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為Δt1=0.29 s，通過第二個光電門的時間為Δt2=0.11 s，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為Δt=3.57 s，求滑塊的加速度。[1]

兩種分析方法得出的結(jié)論是相同的，兩種分析方法各有千秋。

若物體做勻減速運動，加速度的測量值g測小于加速度的真實值g真。

3 結(jié)束語

用光電門測出的速度是遮光片通過光電門的平均速度，它等于遮光片通過光電門過程時間中點的瞬時速度，用它表示遮光片前沿通過光電門的平均速度是本實驗中測量加速度產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因。在第一種方案中，利用數(shù)字計時器測出的三個時間，求出遮光片兩次通過光電門時間中點間的時間，可算出加速度的真實值，避免系統(tǒng)誤差；而在第二種方案中，由于無法測量遮光片兩次通過光電門時間中點間的位移，也就無法對實驗結(jié)果進(jìn)行修正，實驗結(jié)果存在系統(tǒng)誤差。

參考文獻(xiàn)：

[1]張大昌.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書 物理1 [M].北京：人民教育出版社，2010.

[2]周譽藹.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書 物理1 教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版社，2010.

（欄目編輯 王柏廬）