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摘要：本文利用自由落体仪、双光电门、毫秒计时器来获取实验数据，取代了中学阶段用打点法的测量。通过定量研究自由落体运动的规律，从而归纳出用自由落体仪测重力加速度时光电门G1、G2放在何位置时，测量结果准确，填补了自由落体仪测量重力加速度确定G1、G2的位置的空白。

关键词：自由落体；重力加速度；光电门

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2018）06-0127

一、引言

物理实验，尤其是普通物理实验的目的是为了增加学生的感性认识，从而加强学生对物理规律的进一步理解，并能将物理知识和实验技术运用到实际中。对于理论课而言，实验课是学生更感兴趣的课程，学生发挥自己的主观能动性，设计合理的实验来验证数据。

本文在做自由落体重力加速度实验时，采用的是用电磁铁吸合钢球，断电时钢球释放做自由落体运动。钢球下落时经过两个光电门，通过毫秒计时器记录其时间，并测出两光电门间的距离，根据测量的时间和距离来计算自由落体重力加速度，并确定了光电门G1、G2放在何位置时，测量结果准确。

二、仪器的结构

仪器的主体是铝合金型材，主体正面镶嵌标尺，用于测量高度h。主体上端装有电磁铁的吸球器，它的支架下端沿作為钢球下落的起始位置指针，支架上还装有两个接线柱，用来与频闪光源的同步输出开关和实验电源DC6V相连接。

三、实验前的准备

实验仪器按图1所示，各部件组装到位，并将实验仪器的四芯插头插入J0201-CHJ型数字计时器后盖标注自由落体的插座上，接通计时器电源，计时器自动进入自检程序，说明两个光电门安装与功能均正常。将电磁铁吸球器支架下端沿置于标尺的0cm处，用重锤线调节好仪器的垂直度。

从上述的实验中可以得出：当两个光电门分别从（10.00cm，100.00cm）到（69.00cm，100.00cm）过程中，求得的重力加速度的平均值为9.902 m/s2；当两个光电门分别从（10.00cm，120.00cm）到（69.00cm，120.00cm）过程中，求得的重力加速度的平均值为9.867 m/s2；当两个光电门分别从（10.00cm，140.00cm）到（69.00cm，140.00cm）过程中，求得的重力加速度的平均值为9.804m/s2。所以在两个光电门分别从（10.00cm，140.00cm）到（69.00cm，140.00cm）的位置时测得的重力加速度更为接近准确值，并且当G1在10.00cm和G2在53.00cm处时，所测的重力加速度的平均值为9.801m/s2。

五、总结

综上所述，如果在普通物理实验中适当改进实验方法，不仅能使学生更好地掌握实验的基本技能，提高实验精度和实验的直观性，极大地提高学生实验的兴趣，更重要的是使学生亲身体会到：虽然仪器不变，但由于方法不同可以他提高实验数值的精确度。通过对实验的分析与改进，以及使用毫秒计时器测重力加速度，测量精度大大提高，特别在做初速度为零时的实验，误差降到0.26%，与原来相比实验效果相当满意。

参考文献：

[1] 陈毓芳，邹延肃.物理学史简明教程[M].北京：北京师范大学出版社，1986.

[2] 赵凯华，罗蔚茵.力学[M].北京：高等教育出版社，1995.

[3] 沈克琦.物理实验[M].北京：北京市高级中学出版社，2001.

（作者单位：①山西省忻州市岢岚第四中学校 036300；②山西省忻州市岢岚县第一中学校 036300）