Question

2．某同學(xué)做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
（1）實(shí)驗(yàn)室備有下列儀器：
A．長度為1m最小刻度為毫米的刻度尺；    B．秒表；     C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；D．低壓交流電源（50Hz）；    E．低壓直流電源；     F．天平．
為了較準(zhǔn)確測量重錘下落的加速度的數(shù)值，上述儀器中必須有的是ACD（填字母代號(hào)）．
（2）A．更換不同的紙帶，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．
B．用鐵架臺(tái)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定．
C．接通電源，釋放紙帶．
D．穿好紙帶，將重物提到靠近打點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方．
請(qǐng)寫出自由落體的正確實(shí)驗(yàn)步驟BDCA（填字母代號(hào)）．
（3）在做“研究自由落體運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)記時(shí)器打出的一條紙帶中的某段如圖所示，若A，B，C …點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為0.10s，從圖中給定的長度，求重錘的加速度大小是9.5m/s²，打下C點(diǎn)時(shí)重錘的速度大小是1.9m/s．（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定需要測量的物理量，從而確定所需的器材．
（2）實(shí)驗(yàn)是通過研究重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)來測量重錘下落加速度．
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)中時(shí)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C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)需要使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究，電源選擇低壓交流電源（50Hz），
刻度尺要用來測量紙帶的點(diǎn)之間的距離，所以必須要有長度為1m最小刻度為毫米的刻度尺；
物體的質(zhì)量不需要知道，所以不用天平測物體的質(zhì)量，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器本身就是計(jì)時(shí)的儀器，所以不需要秒表．
所以上述儀器中必須有的是ADE．
（2）根據(jù)測量重錘下落的加速度的數(shù)值，讓重錘自由落體，
因此操作步驟：先用鐵架臺(tái)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定；接著穿好紙帶，將重物提到靠近打點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方；然后接通電源，釋放紙帶；最后更換不同的紙帶，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．
則正確實(shí)驗(yàn)步驟：BDCA；
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，有：
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{{x}_{AC}}{4T}$=$\frac{0.76}{4×0.1}$=1.9m/s
由題意可知：x_AB=5.1cm=0.051m，x_BC=19.0-5.1=13.9cm=0.139m，
x_CD=43.1cm-19.0cm=24.1cm=0.241m，x_DE=76.0cm-43.1cm=32.9cm=0.329m；
所以根據(jù)逐差法有：
△x=aT²，則有：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{（2T）^{2}}$，
故帶入數(shù)據(jù)解得：a=$\frac{0.38}{0．{2}^{2}}$=9.5m/s²．
故答案為：（1）ACD，（2）BDCA；（3）9.5，1.9．

點(diǎn)評(píng) 本題借助實(shí)驗(yàn)考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．