打点计时器测自由落体加速度实验中由于重锤晃动引起的误差分析

褚文伟

（浙江省桐乡市凤鸣高级中学，浙江 桐乡 314500）

1 问题的提出

实验总是有误差存在的.问题是我们怎样去面对有误差的结果.在“用打点计时器测自由落体加速度”的实验中，因为仪器的限制，实际测得的自由落体加速度值与标准值差别较大，甚至于学生觉得根本就是一个错误的结果.所以有时候实验中的误差是致命的.

“用打点计时器测自由落体加速度”的实验中产生误差的原因是什么？因为实验中有摩擦阻力的存在，包括空气阻力和纸带与计时器之间的阻力，它们是产生误差的主要原因.但是实验结果与理论有差别.因为“空气阻力”和“纸带与计时器之间的阻力”比较固定，每组实验应该有类似的摩擦阻力，但是各组实验得到的重力加速度值相差甚远.班级中有几个学生得到的重力加速度值低于9.0m／s2，另外又有几组测得的重力加速度值又非常接近于9.8m／s2，这是什么原因导致的？是否还有其他因素存在影响了实验的结果？

2 可能原因猜测

教师通过观察，偶然发现，学生在实验中并不重视重锤下落时是否是静止的（如图1），有的学生在重锤还在晃动的过程中就放手了，有的学生总是等到重锤静止之后才放手，因此猜测重锤在下落过程中的晃动可能也是带来误差的原因.联想到旋转的竹蜻蜓下落的速度会变慢，可能像缓慢下落的竹蜻蜓一样，晃动中下落的重物受到的空气阻力更大，其下落的速度也会变慢.这只是合理的猜测，那么晃动对重锤在下落时的速度有怎样的影响？……