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一維運動 目的：學習量測等加速度直線運動。
實驗方法：利用空氣軌道製造近似無摩擦之接觸面，再使用光電閘與計時器測量滑行 體通過之瞬間速度。
原理：
在無摩擦的斜面上(傾斜角θ)放置一質量 m 的物體，此物體受定力而做等加速運 動下滑。如圖一所示，合力沿斜面方向，此合力 F= mg sinθ。利用牛頓第二運動定律 F=ma ，可寫成 mgsinθ=ma。則得物體下滑之加速度為 a= g sinθ。
實驗儀器：
光電計時器、送風機、 軌道、滑車與光電閘、水平儀、光電閘、圓鐵塊、針接頭、
蠟接頭、遮光板、滑行體、緩衝器
光電計時器 送風機 軌道、滑車與光電閘
水平儀 光電閘 圓鐵塊
h
s m
θ θ
mg
mgsinθ N=mgcosθ
圖一
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針接頭 蠟接頭 遮光板
滑行體 緩衝器
實驗步驟：
注意事項：
a. 勿刮傷軌道表面。先打開送風機，使軌道表面的氣體足以支撐滑行體的重量，切勿 在這動作前，將滑行體置於氣墊軌道上滑動。
b. 使用送風機送風時，原則上，開關旋鈕約轉至 4；關閉時，旋鈕轉至 0。不過有些 開關旋鈕上的箭頭標示位置是跑掉的，這時轉到沒有送風的地方才是原先的 0 的位 置，而從這個位置順時針方向轉與 0 至 4 相當大小的角度就是原先 4 的位置了。
c. 當您不做實驗時，務必將送風機關掉。關送風機前，請先將氣墊軌道上的滑車拿下 來，送風機旋鈕慢慢轉至 0，再將電源開關關上，送風機的插頭拔起來。
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1. 實驗裝置如圖二。以送風管連接送風機和軌道，將滑行體置於軌道中央，打開送 風機同時調整支架兩側旋鈕，使中間的滑行體能靜止不動，如此即達水平校正。
再以鐵塊墊高 B 處端即形成一無摩擦之斜面。
2. 將光電閘裝置位置如 圖三所示。請注意，本實驗中滑行體之有效長度為其上所載 遮光板的長度，因為滑行體 只有這部分經過光電閘之光路。遮光板經光電閘之時 間可測得，滑行體之瞬時速度可以來做近似。
3. 測量滑行體移動的距離 x、時間 t 與速度 v 的關係。
設定光電閘 I 與 II 距離 15 cm，即 x =15cm。將滑行體的遮光板恰好座落在光電 閘Ⅰ上坡處，使滑行體由Ⅰ處自靜止開始滑落，利用光電計時器的 function6 測量記 錄滑行體通過兩光電閘間的時間 T，以及遮住光電閘Ⅰ的時間 Δt1 、遮住光電閘Ⅱ 的時間 Δt2 。再移動光電閘Ⅱ，改變 x，重複前面步驟，測量另一組數據。請每隔 15 公分測量一次，至 x=150 公分為止。
圖三 圖二 B
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一維運動實驗紀錄
遮光板寬度Δx= cm；鐵塊墊高高度 h= cm；
氣墊軌道 A、B 兩腳尖之距離 s= cm；
氣墊軌道夾角 sinθ=h/s= 。
1. 利用 Excel 輸入量測數據並計算 v1，v2，Δv
量測數據 計算數據
光閘間距 x(cm)
滑車通過 兩光閘間 的時間
T(s)
滑車通過 光閘 I 的時
間Δt1(s)
滑車通過光 閘 II 的時間
Δt2(s)
滑車通過光閘 I 的速度 v1=Δx/Δt1
(cm/s)
滑車通過光閘 II 的速度 v2=Δx/Δt2
(cm/s)
斜面加速度 Δv=(v2-v1)
(cm/s) 15
30 45 60 75 90 105 120 135
150
2. 以Δv 為 Y 軸，T 為 X 軸作圖。利用線性趨勢線計算斜面加速度(a=Δv/T)，重力加 速度 g(=a/sinθ)。
3. 以光閘間距 x 為 Y 軸，T 為 X 軸作圖。利用二次項趨勢線計算斜面加速度 (x=vot+(1/2)at2)，重力加速度 g。
4. 計算 2、3 所得之 g 值與正確之重力加速度值的誤差。
