平均速度近似為瞬時(shí)速度造成系統(tǒng)誤差的多方法研究

宋艷敏 王吉昌 王一凡 于永江 馬曉光

摘 要 勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度計(jì)算公式應(yīng)用中，最基本的物理觀念是幾個(gè)物理量之間存在著“一一對(duì)應(yīng)”關(guān)系。在傾斜氣墊導(dǎo)軌法測(cè)量重力加速度實(shí)驗(yàn)中，滑塊運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量，只能用平均速度代替，造成了公式應(yīng)用中要求的物理量之間的“一一對(duì)應(yīng)”關(guān)系被破壞，產(chǎn)生了無(wú)法克服的系統(tǒng)誤差。本文設(shè)計(jì)了勻加速和勻減速直線運(yùn)動(dòng)兩種實(shí)驗(yàn)情境，分別用控制變量法、數(shù)學(xué)解析法和圖像法等多種方法研究了不同實(shí)驗(yàn)情境的系統(tǒng)誤差，將系統(tǒng)誤差分析與物理觀念構(gòu)建建立了聯(lián)系，分析了擋光片寬度d、加速情境滑塊靜止釋放時(shí)離第一個(gè)光電門(mén)的距離L、減速情境滑塊靜止時(shí)離第二個(gè)光電門(mén)距離M 、兩光電門(mén)間距S 和氣墊導(dǎo)軌傾角θ 等參量對(duì)該系統(tǒng)誤差的影響，研究表明： d、S、L 或W 參量對(duì)該系統(tǒng)誤差都有影響;d 值的大小是造成該系統(tǒng)誤差的主要因素;θ 參量無(wú)影響;應(yīng)用公式（1）計(jì)算重力加速度值更精確。

關(guān)鍵詞 物理觀念;平均速度;瞬時(shí)速度;系統(tǒng)誤差