Question

如圖1所示，將打點(diǎn)計(jì)時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止  開始自由下落，利用此裝置可以測定重力加速度．
（1）所需器材有：電火花打點(diǎn)計(jì)時器、紙帶、墨粉紙盤、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需______（填字母代號）中的器材．
A．直流電源   B．天平及砝碼   C．交流電源       D．毫米刻度尺
（2）下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確的是______
A．實(shí)驗(yàn)所用的重物可用實(shí)心泡沫球
B．應(yīng)調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時器，使其兩限位孔連線在豎直方向
C．實(shí)驗(yàn)時應(yīng)先使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時器再釋放，釋放后再接通電源
（3）實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖2所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每2個打印點(diǎn)取一個點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0，1，2，3，4．測得x₁=30.0mm，x₂=45.4mm，x₃=60.8mm，x₄=76.2mm，則物體在打下點(diǎn)2時的速度大小為______m/s．物體的加速度大小為______m/s²．該實(shí)驗(yàn)中測得的重力加速度偏小，其主要原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)用打點(diǎn)計(jì)時器測重力加速度的原理，和實(shí)驗(yàn)的步驟可以判斷遺漏的器材；
（2）明確實(shí)驗(yàn)原理，了解具體操作的含義即可正確解答本題；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上2點(diǎn)時小車的瞬時速度大小．
解答：解：（1）打點(diǎn)計(jì)時器需接交流電源．重力加速度與物體的質(zhì)量無關(guān)，所以不要天平和砝碼．計(jì)算速度需要測相鄰計(jì)數(shù)的距離，需要刻度尺，故ABC錯誤，D正確．
故選D．
（2）A、重物最好選用密度較大的材料，來減小阻力的影響，故A錯誤；
B、打點(diǎn)計(jì)時器的兩個限位孔應(yīng)在同一豎直線上，以減小摩擦力的影響，故B正確；
C、如果先放開紙帶開始運(yùn)動，再接通打點(diǎn)計(jì)時時器的電源，由于重物運(yùn)動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生較大的誤差；同時先打點(diǎn)再釋放紙帶，可以使打點(diǎn)穩(wěn)定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點(diǎn)，故C錯誤．
故選B．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度有：

相鄰時間間隔為：t=2T=0.04s，因此根據(jù)逐差法有：

由于重物下落的過程中不可避免的存在摩擦阻力，因此所測重力加速度比實(shí)際的要小．
故答案為：0.9425，9.625，實(shí)驗(yàn)中存在摩擦阻力．
點(diǎn)評：對于一些實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)，要通過親自動手實(shí)驗(yàn)，才能體會具體操作細(xì)節(jié)的含義，同時要加強(qiáng)利用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題的能力．