Question

9．圖中甲、乙兩圖都是使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器測量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)頻率為50Hz．

（1）兩圖相比較，哪個圖所示的裝置更合理？甲．
（2）丙圖是采用較合理的裝置并按正確的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶，其中O為打出的第一個點(diǎn)，標(biāo)為1，后面依次打下的一系列點(diǎn)跡分別標(biāo)為2、3、4、5…經(jīng)測量，第15至第17點(diǎn)間的距離為11.76cm，第1至第16點(diǎn)間距離為44.14cm，則打下第16個點(diǎn)時，測出的重力加速度值為g=9.79m/s²．（要求保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）因?yàn)橛脢A子固定紙帶，可以避免乙圖中用手握住紙帶的弊端，一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點(diǎn)跡被拖長或位置不能確定；另一方面，用夾子固定紙帶，便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，以避免紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦．
（2）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出第16個點(diǎn)時的瞬時速度，根據(jù)速度位移公式求出重力加速度的值．

解答 解：（1）因?yàn)橛脢A子固定紙帶，可以避免乙圖中用手握住紙帶的弊端，一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點(diǎn)跡被拖長或位置不能確定；另一方面，用夾子固定紙帶，便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，以避免紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦．甲、乙兩圖相比較，甲圖所示的裝置較好．
（2）打下第16個點(diǎn)時，重物下落的速度大小為：v=$\frac{x}{2T}=\frac{11.76×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=2.94m/s，則重力加速度g=$\frac{{v}^{2}}{2h}=\frac{2.9{4}^{2}}{2×0.4414}=9.79m/{s}^{2}$．
故答案為：（1）甲，（2）9.79．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生應(yīng)用紙帶法求速度和運(yùn)動學(xué)公式求加速度的能力，解決本題的關(guān)鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度，關(guān)鍵是勻變速直線運(yùn)動重要推論的運(yùn)用．