52.(07年广东)一位同学进行“用打点器测量自由落体的加速度”实验。(1)现有下列器材可供选择:铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点器及复写纸、纸带若干、220V交流电源,低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。其中不必要的器材是: ;缺少的器材是 .
(2)这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点标为A,随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F,测量出各点间的距离,如图7所示。
图7
请你在这位同学工作的基础上,思考求纸带加速度的方法,写出你所依据的公式:
(3)根据你的计算公式,设计表格记录需要的数据,计算纸带下落的加速度。(结果保留两位有效数字)
(4)估计你的计算结果的误差有多大?试分析误差的来源及其减少误差的方法。
答案1:其中不必要的器材是: 电火花计时器及碳粉纸、220V交流电源、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是: 低压交流电源、毫米刻度尺、重锤 .
答案2:其中不必要的器材是: 电磁打点器及复写纸、低压直流电源、天平、秒表;缺少的器材是: 毫米刻度尺、重锤 .
答案1:(2)依据的公式:
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第一组 |
第二组 |
第三组 |
平均 |
s(m) |
(AF)0.048 |
(AE)0.0307 |
(AD)0.0173 |
/ |
t(s) |
0.10 |
0.08 |
0.06 |
/ |
g(m/s2) |
9.600 |
9.594 |
9.611 |
9.60 |
(4)实验结果纸带的加速度9.60m/s2与重力加速度的标准值9.8 m/s2有偏差,误差大小为Δg =|9.8-9.60| m/s2=0.20 m/s2。误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。
答案2:(2)依据的公式:
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平均 |
s(m) |
(EF)0.0173 |
(DE)0.0134 |
(CD)0.0096 |
(BC)0.0058 |
(AB)0.0019 |
/ |
Δs(m) |
/ |
0.0039 |
0.0038 |
0.0038 |
0.0039 |
0.00385 |
a(m/s2) |
/ |
/ |
/ |
/ |
/ |
9.63 |
(4)实验结果纸带的加速度9.63m/s2与重力加速度的标准值9.8 m/s2有偏差,误差大小为Δa=|9.8-9.63| m/s2=0.17 m/s2。误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦,可以用增大重锤重量的方法,减少摩擦的影响。
45.(07年广东)如图光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧的一端固定在轨道的左端,OP是可绕O点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。
(1)还需要的器材是 、 。
(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量,进而转化为对 和 的直接测量。
(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系,除以上器材外,还准备了两个轻簧,所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。
解析:
小球的质量m= Kg,弹簧A
压缩量x(m) |
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上升高度h(m) |
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E=mgh(J) |
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压缩量x= cm,小球的质量m= Kg
弹簧 |
A |
B |
C |
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劲度系数k(N/m) |
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上升高度h(m) |
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E=mgh(J) |
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(1)天平、刻度尺(2)重力势、质量、上升高度(3)见上。