Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示的裝置測(cè)定重力加速度．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始自由下落．

（1）下列實(shí)驗(yàn)操作步驟正確的是BC．（填正確答案標(biāo)號(hào)）
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(shí)器，使其兩限位孔連線在豎直方向
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)先釋放重物后再接通電源
（2）已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接電源頻率為50Hz．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(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3、4．測(cè)得x₁=29.3mm，x₂=45.6mm，x₃=60.3mm，x₄=76.2mm，則重物在打下點(diǎn)2時(shí)的速度大小為1.32m/s，重物的加速度大小為9.63m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的重力加速度偏小，其主要原因是實(shí)驗(yàn)中存在摩擦力及空氣的阻力．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理以及操作中的注意事項(xiàng)確定正確的操作步驟．
（2）根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出點(diǎn)2的瞬時(shí)速度，根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量求出物體的加速度大小．
（3）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(cè)重力加速度比實(shí)際的要小

解答 解：（1）A、實(shí)驗(yàn)所用的重物應(yīng)質(zhì)量大一些，故A錯(cuò)誤．
B、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)調(diào)整打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，使其兩限位孔連線在豎直方向，故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故C正確．
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放小球，故D錯(cuò)誤．
故選：BC．
（2）點(diǎn)2的瞬時(shí)速度
${v}_{2}^{\;}=\frac{{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}}{2T}$=$\frac{45.6mm+60.3mm}{2×0.04s}$=1320mm/s=1.32m/s，
根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，物體的加速度a=$\frac{{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}-{x}_{1}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{60.3mm+76.2mm-29.3mm-45.6mm}{4×（0.04s）_{\;}^{2}}$=9630mm/s²=9.63m/s²．
（3）該實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的重力加速度偏小，其主要原因是實(shí)驗(yàn)中存在摩擦力及空氣的阻力．
故答案為：（1）BC        （2）1.32       9.63       （3）實(shí)驗(yàn)中存在摩擦力及空氣的阻力

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度，主要是勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論的運(yùn)用．