平均速度近似為瞬時速度造成系統誤差的多方法研究

宋艷敏 王吉昌 王一凡 于永江 馬曉光

摘 要 勻變速直線運動加速度計算公式應用中，最基本的物理觀念是幾個物理量之間存在著“一一對應”關系。在傾斜氣墊導軌法測量重力加速度實驗中，滑塊運動的瞬時速度無法準確測量，只能用平均速度代替，造成了公式應用中要求的物理量之間的“一一對應”關系被破壞，產生了無法克服的系統誤差。本文設計了勻加速和勻減速直線運動兩種實驗情境，分別用控制變量法、數學解析法和圖像法等多種方法研究了不同實驗情境的系統誤差，將系統誤差分析與物理觀念構建建立了聯系，分析了擋光片寬度d、加速情境滑塊靜止釋放時離第一個光電門的距離L、減速情境滑塊靜止時離第二個光電門距離M 、兩光電門間距S 和氣墊導軌傾角θ 等參量對該系統誤差的影響，研究表明： d、S、L 或W 參量對該系統誤差都有影響;d 值的大小是造成該系統誤差的主要因素;θ 參量無影響;應用公式（1）計算重力加速度值更精確。

關鍵詞 物理觀念;平均速度;瞬時速度;系統誤差