Question

4．如圖1所示，某同學(xué)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(kāi)始自由下落，利用此裝置測(cè)定重力加速度．

（1）所需器材有：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需（填字母代號(hào)）中的器材．
A．直流電源       B．天平及砝碼      C．4-6V交流電源     D．毫米刻度尺
（2）該同學(xué)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)情形如圖1所示，接通電源后釋放紙帶與重物．請(qǐng)指出圖中該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)操作中存在的兩處明顯錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)牡胤剑孩俅螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器接在直流電源上，②開(kāi)始時(shí)重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
（3）下列做法中，正確的是D
A．重物應(yīng)選擇體積大、質(zhì)量小的物體
B．必需使用天平測(cè)出重物的質(zhì)量
C．必需使用秒表測(cè)出重物下落的時(shí)間
D．測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)跡間的距離，可知重物相應(yīng)的下落高度
（4）得到的紙帶如圖2所示，數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的一組數(shù)據(jù)應(yīng)改為cm；物體在打下點(diǎn)D時(shí)的速度大小為1.48m/s．物體的加速度大小為9.63m/s²．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．（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)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）本題考查了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的具體應(yīng)用，熟悉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用細(xì)節(jié)即可正確解答本題；
（3）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的儀器、操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)；
（4）刻度尺為毫米刻度尺，需要進(jìn)行估讀，故在讀數(shù)時(shí)應(yīng)保留到十分之一毫米位，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(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。�

解答 解：（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需接4-6V交流電源．重力加速度與物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以不要天平和砝碼．計(jì)算速度需要測(cè)相鄰計(jì)數(shù)的距離，需要毫米刻度尺，故AB錯(cuò)誤，CD正確．
故選：CD．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接了直流電；重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；
（3）A、實(shí)驗(yàn)供選擇的重物應(yīng)該相對(duì)質(zhì)量較大、體積較小的物體，這樣能減少摩擦阻力的影響，故A錯(cuò)誤．
B、因?yàn)槲覀兪潜容^mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要測(cè)出重物的質(zhì)量，故B錯(cuò)誤．
C、我們可以通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，不需要秒表．故C錯(cuò)誤．
D、紙帶上兩點(diǎn)跡間的距離，就是重物相應(yīng)的下落高度，故D正確．
故選：D．
（4）毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度，要求估讀即讀到最小刻度的下一位，這五個(gè)數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是：2.0，應(yīng)改為2.00cm．
ABCDEF是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打出的點(diǎn)，因此計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為：T=0.02s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中間時(shí)刻的速度等于平均速度求出D點(diǎn)速度為：
v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{10.32-4.39}{2×0.02}×1{0}^{-2}$ m/s=1.48 m/s
根據(jù)逐差法有：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{10.32-4.39-4.39}{0.0{2}^{2}×4}×1{0}^{-2}$  m/s²=9.63 m/s²，
由于重物下落的過(guò)程中不可避免的存在摩擦力及空氣的阻力，因此所測(cè)重力加速度比實(shí)際的要�。�
故答案為：（1）CD；
（2）①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在直流電源上；②開(kāi)始時(shí)重物離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)．
（3）D；
（4）2.00；  1.48；  9.63；實(shí)驗(yàn)中存在摩擦力及空氣的阻力．

點(diǎn)評(píng) 知道毫米刻度尺讀數(shù)時(shí)要進(jìn)行估讀，要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，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，要注意單位的換算．