自由落体中物体的重力加速度和速度

目的

本实验室的目的是评估自由落体期间随时间的速度增加。此外，确定从秋季开始的位置。

假设

假设被抛下的物体将承受加速度的渐变加速度。速度-时间图中物体的加速度为重力（9.81 m/s^2）。速度-时间曲线是一条直线。

材料

–C夹

–米尺

–质量（50g）

- 垫子

- 记录计时器磁带

–图形纸

–记录计时器

- 电源供应

–长的蒸馏架

–遮蔽胶带

程序

我用实验表上的表格设计了一个表格来显示我的结果。如图1所示，我和我的实验室伙伴在地板上方的垂直位置夹住了一个录音计时器。我们用胶带在121厘米的录音带末端贴上了一块50克重的东西。我们将录音带穿过计时器，并使上端垂直，以尽量减少计时器和磁带之间的摩擦。

我们启动计时器，然后释放出50克的质量。之后，我们分别分析了标记为6点间隔的胶带。每6^第点为0.1s。我测量并记录了对应于表1中的6个点间隔的位移。I计算和记录每6个点间隔的平均速度。我使用半时间间隔绘制了速度的速度图。

我计算了速度-时间图的斜率，它给了我以cm/s^2为单位的加速度。我测量并记录了每半个时间间隔对应的从磁带开始的位置，然后用我记录的速度绘制了一个速度-位置图。然后我回答了所有的问题。

观察

时间t（s）	0.1s.	0.2s.	0.3秒	0.4秒	0.5秒	0.6秒
位移（cm [下]）	2.5厘米	9.2cm.	15.6cm.	26.5cm.	31.3厘米	36.2厘米
平均速度（cm/s[向下]）	25cm / s	92厘米/秒	156cm/秒	265cm / s.	313厘米/秒	362cm/秒
时间t（s）	0.05秒	0.15秒	0.25秒	0.35秒	0.45s.	0.55秒
从一开始的位置（cm [从一开始]下降]）	1.25厘米	5.85厘米	13.65厘米	26.9cm.	42.55厘米	60.65厘米

计算

平均速度是用位移除以时间的变化得到的。方程式如下。

Vave=Δd/Δt

当位移为9.2cm时，一个示例计算将在0.2秒。找到平均速度，我做到了以下内容：

Vave=Δd/Δt

=9.2cm/0.1s

=92厘米/秒

因此，在0.2s时，平均速度为92cm/s。

通过求速度-时间曲线的斜率来求加速度。

m=（y2-y1）/（x2-x1），在这种情况下

a=（v2-v1）/（t2-t1）

=（362cm-25cm）/（0.55s-0.05s）

=337cm/0.50s

= 674 cm / s ^ 2（*注意：转换成米，我划分（674 cm / s ^ 2）到100）

=6.74 m/s^2[下降]

因此，整个加速度为6.74 m/s^2[向下]，这可能是由实验误差和计算误差引起的。

分析

1.速度-时间曲线是一条直线，意味着它以恒定加速度运行。它正朝着一个积极的方向前进（参见图1）。

2.速度变化与经过时间之间的关系是，速度随着时间的增加而不断增加，因此它们是成比例的。

3.速度时间图的斜率加速了6.74 m / s ^ 2 [下降]。

4.速度-位置图（参见图2）是弯曲的，因为改变速度意味着斜率的变化。

5.自由落体自由落体的物体的速度变化与位移成正比。它与时间成正比。这是因为随着时间的增加，速度以恒定的速度变化。由于速度的变化，位移发生了变化。给定公式VF = VI + AT和D =（VF + VI / 2）。我们知道速度随着T =时间和位移而变化，v =速度。

错误

实验完成后，发现了几个错误。表1中的计算可能有一个错误。预期的错误是数字会被四舍五入，并不完全准确。

另一个系统误差是测量时尺子不是100％的准确;它可能会被.5mm。发生的随机错误是一个组成员释放了对象，而不是与叉子计时器同步，这可能阻碍了在磁带上记录的点的过程。

结论

我得出结论，速度 - 时间图确实是直线。我的假设只是部分正确。当我假设时，而不是加速度为9.81 m / s ^ 2 [下降]，它实际上是由于计算和实验错误计算时的6.73 m / s ^ 2 [下降]。