光电门实验误差分析及对策_第1页
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文档简介

光电门实验误差分析与对策光电门常与气垫导轨配合使用，能较好地完成中学物理多个实验。常见光电门由发光管与光敏管组成，光电管与光敏管正面相对，它发出的光使光敏管感光。当滑块经过时，其上面的遮光条把光档住，与光敏管相连的数字计时器就记录了遮光时间的长短，从而可以算出滑块经过时的平均速度。其时间测量可以精确到 0.001 秒，又叫数字毫秒计，有效地消除了人工计时时反应时间的影响，是现代物理实验的基础。怎样才能发挥它的优势，更好地完成相关的实验呢？下面以碰撞中动量守恒为例，如图 1 示，分析光电门的误差。一、 碰撞实验在气垫导轨上，让 m1 去碰撞静止的 m2，取滑块 m1=m2=223.1g,以尼龙扣为粘结体， 碰后粘在一起运动。若动量守恒，则 mv=2m*v1，即 mL/t=2m*L/t1， t1=2t。当 L=0.8cm 时，测量数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9t/ms 17.0 22.5 14.4 12.8 17.2 17.6 18.4 23.1 17.7t1/ms 40.1 51.5 36.1 32.3 39.9 43.5 46.1 57.4 42.6t1/t 2.36 2.89 2.50 2.52 2.32 2.47 2.51 2.48 2.41可见，实验测得的数据（平均 2.50 倍）和理论值（2 倍）的较大的误差。将挡光条的宽度调到 L=3.6cm，重新进行实验，测量数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9t/ms 202.6 137.2 126.0 154.0 123.6 118.2 123.3 108.4 113.2t1/ms 427.6 284.0 264.2 316.4 266.9 252.5 262.8 230.0 235.5t1/t 2.11 2.07 2.10 2.05 2.16 2.14 2.13 2.12 2.08实验测得的数据（平均 2.11 倍）和理论值（2 倍）的误差缩小了。顺着这图 1个思路，将挡光条的宽度调到 L=12.9cm，如图 2 示，重新进行实验，测量数据如下：次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9t/ms 355.5 432.8 454.8 419.4 667.0 613.8 572.0 412.4 436.4t1/ms 724.5 897.3 940.4 877.3 1318 1233 1194 817.7 883.9t1/t 2.04 2.07 2.07 2.09 1.97 2.01
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