Question

一位同學(xué)進(jìn)行“用打點(diǎn)器測(cè)量自由落體的加速度”實(shí)驗(yàn)．
（1）現(xiàn)有下列器材可供選擇：鐵架臺(tái)、電火花計(jì)時(shí)器及碳粉紙、電磁打點(diǎn)器及復(fù)寫紙、紙帶若干、220V交流電源，低壓直流電源、天平、秒表、導(dǎo)線、電鍵．其中不必要的器材是：

電磁打點(diǎn)器及復(fù)寫紙、低壓直流電源、天平、秒表

；缺少的器材是

毫米刻度尺、重錘

．
（2）這位同學(xué)從打出的幾條紙帶中，挑出較為理想的一條紙帶．把開始打的第一個(gè)點(diǎn)標(biāo)為A，隨后連續(xù)的幾個(gè)點(diǎn)依次標(biāo)記為點(diǎn)B、C、D、E和F，測(cè)量出各點(diǎn)間的距離，如圖所示．

請(qǐng)你在這位同學(xué)工作的基礎(chǔ)上，思考求紙帶加速度的方法，寫出你所依據(jù)的公式：

△s=aT²

（3）根據(jù)你的計(jì)算公式，設(shè)計(jì)表格記錄需要的數(shù)據(jù)，計(jì)算紙帶下落的加速度．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）估計(jì)你的計(jì)算結(jié)果的誤差有多大？試分析誤差的來源及其減少誤差的方法．

Answer 1

分析：（1）電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4V～6V交流電源，缺少低壓交流電源；
（2）根據(jù)逐差法求解重力加速度；
（3）設(shè)計(jì)表格記錄數(shù)據(jù)；
（4）誤差來源于空氣阻力和限位孔對(duì)紙帶的阻力．

解答：解：（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4V～6V交流電源，缺少低壓交流電源，故選擇電火花計(jì)時(shí)器；
不要稱量質(zhì)量，故不需要天平；
有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，故不需要秒表；
需要毫米刻度尺測(cè)量長(zhǎng)度；
缺少重錘．
（2）依據(jù)的公式：∵△s=aT²，T=0.02s，∴a=

△s

T 2

 
（3）表格設(shè)計(jì)如下：

						平均
s（m）	（EF） 0.0173	（DE） 0.0134	（CD） 0.0096	（BC） 0.0058	（AB） 0.0019	/
△s（m）	/	0.0039	0.0038	0.0038	0.0039	0.00385
a（m/s2）	/	/	/	/	/	9.63

（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果紙帶的加速度9.63m/s²與重力加速度的標(biāo)準(zhǔn)值9.8 m/s²有偏差，誤差大小為△a=|9.8-9.63|m/s²=0.17 m/s²．誤差的來源主要是空氣的阻力和紙帶的摩擦，可以用增大重錘重量的方法，減少摩擦的影響．
故答案為：（1）電磁打點(diǎn)器及復(fù)寫紙、低壓直流電源、天平、秒表；毫米刻度尺、重錘；
（2）△s=aT²；
（3）表格設(shè)計(jì)如上；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大小為0.17 m/s²．誤差的來源主要是空氣的阻力和紙帶的摩擦，可以用增大重錘重量的方法，減少摩擦的影響．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵明確實(shí)驗(yàn)原理和誤差來源，要求會(huì)設(shè)計(jì)表格記錄和處理數(shù)據(jù)，最后親手動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)體會(huì)．