Question

20．利用图甲中所示的装置可以研究自由落体运动．打点计时器竖直固定在铁架台上，用手拉着纸带的一端，纸带的另一端连着重物，实验中调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落，打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．

（1）为了测得重物下落的速度和加速度，还需要的实验器材有C．（填入正确选项前的字母）
A、天平 B、秒表 C、米尺 D、弹簧测力计
（2）打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，图乙为实验中打出的一条纸带，O为起始点，A、B、C、D、E为标出的几个记数点．经测得各点间距分别为AB=1.35cm、BC=1.74cm、CD=2.13cm、DE=2.52cm．则打点计时器打D点时，重物下落的速度为1.16m/s；该重物下落的速度为9.75m/s²．（结果保留三位有效数字）

Answer 1

分析 根据实验原理和方法选择需要的器材，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）根据运动学公式得：△x=at²，
为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有：米尺，用来测量计数点之间的距离．
该实验中不需要天平，通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔，所以也不需要秒表．
故选：C．
（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小．
v_D=$\frac{0.0213+0.0252}{2×0.02}$=1.16m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.0252+0.0213-0.0135-0.0174}{4{×（0.02）}^{2}}$=9.75m/s²．
故答案为：（1）C；（2）1.16，9.75

点评 要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．