Question

15．某实验小组用图甲所示的装置测自由落体的加速度．其操作步骤如下：

A．按照图甲的装置安装实验器材
B．将打点计时器接到学生电源的“直流输出”上
C．先释放纸带，之后闭合开关接通电源，打出一条纸带
D．重复步骤 C几次，从打出的纸带中选取较理想的一条如图乙，测出纸带上一些连续点的距离为AB=5.8mm，BC=9.8mm，CD=13.6mm，DE=17.6mm；
E．根据测量的数据算出重力加速度
（1）以上步骤中有错误，请指出其错误步骤（填代号）并改正：B中直流应该为交流；C中应该为先接通电源，之后释放纸带．
（2）分析纸带可以得到B点速度为0.390m/s，当地重力加速度为9.75m/s²（交流电频率为50Hz，保留三位有效数字）．用这种方法测出的重力加速度总比实际值偏小，其原因是纸带运动过程中存在阻力．

Answer 1

分析 打点计时器的工作电源是交流电源，实验时应先接通电源后释放纸带；根据平均速度代替瞬时速度的方法求出B点速度，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．

解答 解：（1）打点计时器的工作电源是交流电源，故B中直流应该为交流；实验时应先接通电源后释放纸带，故C中应该为先接通电源，之后释放纸带；
（2）根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度  
可得：v_B=$\frac{{x}_{AC}}{{t}_{AC}}$=0.390m/s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=gT²
得：g=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=9.75m/s²，
因为纸带运动过程中存在阻力，所以用这种方法测出的重力加速度总比实际值偏小．
故答案为：（1）B中直流应该为交流；C中应该为先接通电源，之后释放纸带．
（2）0.390；9.75；纸带运动过程中存在阻力．

点评 （1）利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，提高解决问题能力．
要注意单位的换算和有效数字的保留．
（2）这个实验对于我们可能是一个新的实验，但该实验的原理都是我们学过的物理规律．
做任何实验问题还是要从最基本的物理规律入手去解决．