Question

9．如圖甲所示，將打點計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）組裝時應(yīng)注意調(diào)節(jié)計時器的面板在豎直（選填“水平”或“豎直”）面內(nèi)，打點計時器應(yīng)接在低壓交流（選填“直流”或“交流”）電源上，實驗中除用到合適的電源、打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還必須用到刻度尺．
（2）手在釋放紙帶之前（選填“之前”或“之后”）接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．
（3）圖乙是實驗打出的一條理想的紙帶，由打點可以判斷，紙帶的左（選填“左”或“右”）端與重物上的夾子相連接．
（4）A、B、C、D、E、F、G是紙帶上連續(xù)的打點，相鄰打點間的時間間隔T=0.02s，分別計算出打B、C、D、E、F各點的重物運動的瞬時速度，其中打D點時重物下落的速度v_D=2.34m/s．測出重力加速度大小為9.61m/s²，打A點時重物下落的速度為1.76m/s．（請保留3位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 驗證機械能守恒定律，即驗證鉤碼重力勢能的減小量與動能的增加量是否相等，運用打點計時器需使用交流電源．紙帶處理時需刻度尺．用打點計時器做實驗時，實驗步驟要求先接通電源，讓打點計時器正常工作后，釋放紙帶．
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上B、C、D、E、F點時小車的瞬時速度大�。�
用描點法畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線．根據(jù)圖象的斜率表示加速度求解．

解答 解：（1）組裝時應(yīng)注意調(diào)節(jié)計時器的面板在豎直面內(nèi)，打點計時器應(yīng)接在低壓交流電源上，實驗中除用到合適的電源、打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還必須用到刻度尺．
（2）如果先放開紙帶開始運動，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，會對實驗產(chǎn)生較大的誤差；同時先打點再釋放紙帶，可以使打點穩(wěn)定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點，故實驗時手在釋放紙帶之前 接通打點計時器的電源，在紙帶上打出一系列的點．．
（3）重物下落時做勻加速運動，故紙帶上的點應(yīng)越來越遠(yuǎn)，故應(yīng)該是左端連接重物．
（4）根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，為：
v_D=$\frac{0.3304-0.2369}{2×0.02}$m/s=2.34m/s
將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在直角坐標(biāo)系中，畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線．

速度時間圖象的斜率表示加速度，則有：
a=k=9.61m/s²
通過v-t圖象得打A點時重物下落的速度為1.76m/s．
故答案為：（1）豎直，交流，刻度尺；（2）之前； （3）左；（4）2.34，9.61，1.76

點評 本題是利用自由落體運動測定重力加速度．注意打點計時器的使用方法，能熟練根據(jù)勻變速直線運動的公式求解速度和加速度等物理量，要知道實驗過程中重物受到空氣阻力和限位孔與紙帶間的摩擦阻力等作用對實驗結(jié)果的影響．