Page 91 - 这样学高中物理更有益——力学部分
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第三章 牛顿定律
实验时使用了质量测量仪，聂海胜把自己固定在支架一端，王亚平
轻轻拉开支架，一放手，支架在弹簧的作用下回复原位。LED 屏显示出
聂海胜的质量 74 公斤。质量测量仪先测出弹簧产生的弹力，并用速度
传感器测出聂海胜在此弹力的作用下产生的加速度，然后根据牛顿第二
定律就可以算出质量。说明牛顿第二定律是一个在一切惯性空间内普遍
适用的基本物理定律，不因物体的引力环境、运动速度而改变，因此在
太空和地面都是成立的。而在太空失重的环境下，要测量物体的质量必
须人为的施加一个作用力才能产生加速度。
在上面牛顿第
二定律的实验中存在系
统误差，我们能不能通过改
进实验器材和方法减小
误差呢？
巧换装置，将“近似”改为“准确测量”
利用气垫导轨和 DIS（力传感器、数据采集器、计算机）系统等装置
进行实验，如图所示。其中为两个光电门与数字计时器相连，当滑行器
通过光电门时，光束被遮挡的时间 Δt 1 、Δt 2 都可以被测量并记录，滑
行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为 M，挡光片宽度为 D，光
电门间距离为 x，牵引砝码的质量为 m，DIS 系统未画出。
注意：①调节水平：如果气垫导轨水平，则不挂砝码时，M 应能
在任意位置静止不动，或推动 M 后能使 M 匀速运动，即数字计时器
记录每一个光电门的光束被挡的时间 Δt 都相等。②加速度的测量：
，可解得 。③力传感器测出的力
就是绳对小车的真实拉力，与 m、M 的大小无关。
但本实验用平均速度替代瞬时速度任然存在系统误差，这种改进只
是减小了原来的拉力造成的实验误差。
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