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实验十四 用位移传感器研究自由落体运动 实验目的 研究自由落体的运动规律。 实验原理 用位移传感器发射器作为自由落体，位移传感器接收器固定在铁架台上，当传感器发射模块下落时，描绘记录下自由落体的“s-t”图线。借助软件功能分析自由落体的规律。 实验器材 朗威DISLab、计算机、铁架台、减震回收装置（垫有海棉或绒布的纸篓）等。 实验装置图 见图14-1（固定在铁架台上的是位移接收模块，下方手持的是位移发射模块）。 图14-1 实验装置图 实验过程与数据分析 1．将位移传感器接收器垂直向下固定在铁架台上，接入数据采集器第一通道； 2．打开“组合图线”窗口，点击“添加”，选取“时间-位移”； 3．将铁架台置于实验桌边缘，使位移传感器接收器与地面的减震回收装置正对，以确保发射模块自由下落后可落入其中； 4．打开发射模块的电源，使其与接收模块正对，释放发射模块，使其自由下落，获得“s-t”图线（图14-2）； 1 / 3 图14-2 自由落体的s-t图 5．因下落时间极为短暂，故“s-t”图线近乎垂直。利用软件的“自由坐标”功能，图14-2中的图线已经过了适当拉伸（横轴），以便于观察和分析； 6．在“s-t”图线上选择“有效区段”（图14-3），对所选区段进行“二次多项式拟合”，发现拟合图线与实测图线完全重合（图14-4），说明位移s与运动时间t为二次方关系； 7．对拟合图线进行“求导”，导数曲线为一条直线（图14-5），即速度与时间的关系为线性关系； 8．对“求导曲线”进行“线性拟合”（图14-6）。由拟合图线的直线方程：y=（982.9129x）+（-8848.2236），得出该拟合图线的斜率为982.9（cm/s2），即9.829（m/s2），其物理意义为速度的变化率，也就是重力加速度； 图14-3 选择有效区段 图14-4 二次多项式拟合 图14-5 求导 2 / 3 图14-6 显示线性拟合方程 本文来源：https://www.dywdw.cn/22a96c4bbb4ae45c3b3567ec102de2bd9605deb2.html
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2023-04-18
