Question

13．利用图1中所示的装置可以研究自由落体运动，并测重力加速度．

（1）实验中需要调整好仪器，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小点．（如图2）
①为了测试重物下落的加速度，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
②若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：打点计时器与纸带间的摩擦．
（2）在打出的纸带上取得连续的清晰的7个点，打点计时器所用电源的频率为50Hz．用米尺测得第1、2、3、4、5、6各点与第0点的距离d如表：

点的次序	0	1	2	3	4	5	6
距离d（厘米）	0	6.0	12.5	19.3	26.5	34.1	42.1

利用这些数据：
①测出当地重力加速度g值为9.72m/s²；（取三位有效数字）；
②打第1点时纸带运动的速度是3.13m/s；（取三位有效数字）．

Answer 1

分析 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项．
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1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，
可得a=$\frac{△x}{{t}^{2}}$，
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）①打点计时器所用电源的频率为50Hz，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s，
设0到1之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可得：
g=$\frac{0.421-0.193-0.193}{{（3×0.02）}^{2}}$=9.72m/s²
②打第1点时纸带运动的速度v₁=$\frac{{x}_{02}}{2T}$=3.13m/s，
（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，说明重物下落过程中除了受重力，还受到了打点计时器对纸带的摩擦力．
故答案为：（1）①C； ②打点计时器与纸带间的摩擦；（2）①9.72m/s²；  ②3.13；

点评 清楚实验中需要测量的物理量，从中知道需要的仪器和多余的仪器．知道实验原理，清楚实际情况下存在的误差．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．