题目内容

9．如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．

（1）组装时应注意调节计时器的面板在竖直（选填“水平”或“竖直”）面内，打点计时器应接在低压交流（选填“直流”或“交流”）电源上，实验中除用到合适的电源、打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必须用到刻度尺．
（2）手在释放纸带之前（选填“之前”或“之后”）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．
（3）图乙是实验打出的一条理想的纸带，由打点可以判断，纸带的左（选填“左”或“右”）端与重物上的夹子相连接．
（4）A、B、C、D、E、F、G是纸带上连续的打点，相邻打点间的时间间隔T=0.02s，分别计算出打B、C、D、E、F各点的重物运动的瞬时速度，其中打D点时重物下落的速度vD=2.34m/s．测出重力加速度大小为9.61m/s2，打A点时重物下落的速度为1.76m/s．（请保留3位有效数字）

分析 验证机械能守恒定律，即验证钩码重力势能的减小量与动能的增加量是否相等，运用打点计时器需使用交流电源．纸带处理时需刻度尺．用打点计时器做实验时，实验步骤要求先接通电源，让打点计时器正常工作后，释放纸带．
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B、C、D、E、F点时小车的瞬时速度大小．
用描点法画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．根据图象的斜率表示加速度求解．

解答 解：（1）组装时应注意调节计时器的面板在竖直面内，打点计时器应接在低压交流电源上，实验中除用到合适的电源、打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还必须用到刻度尺．
（2）如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，故实验时手在释放纸带之前 接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点．．
（3）重物下落时做匀加速运动，故纸带上的点应越来越远，故应该是左端连接重物．
（4）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，为：
vD=$\frac{0.3304-0.2369}{2×0.02}$m/s=2.34m/s
将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．

速度时间图象的斜率表示加速度，则有：
a=k=9.61m/s2
通过v-t图象得打A点时重物下落的速度为1.76m/s．
故答案为：（1）竖直，交流，刻度尺；（2）之前； （3）左；（4）2.34，9.61，1.76

点评 本题是利用自由落体运动测定重力加速度．注意打点计时器的使用方法，能熟练根据匀变速直线运动的公式求解速度和加速度等物理量，要知道实验过程中重物受到空气阻力和限位孔与纸带间的摩擦阻力等作用对实验结果的影响．

练习册系列答案
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19．如图1所示，质量为M的滑块A放在气垫导轨B上，C为位移传感器，它能将滑块A到传感器C的距离数据即时传送到计算机上，经计算机处理后在屏幕上显示滑块A的位移-时间（x-t）图象和速率-时间（v-t）图象．整个装置置于高度可调节的斜面上，斜面的长度为l、高度为h．（取重力加速度g=9.8m/s2，结果保留一位有效数字）

（1）现给滑块A一沿气垫导轨向上的初速度，A的v-t图象如图2所示，从图象可得滑块A下滑时的加速度a=6m/s2，摩擦力对滑块A运动的影响不明显，可忽略．（填“明显，不可忽略”或“不明显，可忽略”）
（2）此装置还可用来验证牛顿第二定律：实验时通过改变斜面高度h，可验证质量一定时，加速度与力成正比的关系；实验时通过改变滑块质量M和斜面高度h，可验证力一定时，加速度与质量成反比的关系．
（3）将气垫导轨换成滑板，滑块A换成滑块A′，给滑块A′一沿滑板向上的初速度，A′的x-t图象如图3所示，图象不对称是由于存在摩擦力造成的．通过图象，可以求出滑块与滑板间的动摩擦因数μ=0.3，滑板的倾角θ的正弦值sinθ=0.6．
20．探究物体的加速度与力、质量的关系实验如下：
（1）在探究物体的加速度与力的关系时，应保持质量不变，改变施加在物体上的拉力F，测出相应的加速度a，在探究物体的加速度与物体质量的关系时，应保持力不变，改变物体的质量m，测出相应的加速度a．
（2）如果a-$\frac{1}{m}$图象是通过坐标原点的一条直线，则说明B
A．物体的加速度a与其质量m成正比
B．物体的加速度a与其质量m成反比
C．物体的质量m与去加速度a成正比
D．物体的质量m与去加速度a成反比．
17．下列设备或做法中，利用了尖端放电原理的是（　　）
A．功率较大的电器用三脚插头
B．安装在燃气灶上的电子点火器的电极做成针尖状
C．静电除尘
D．给飞机加油时，要把油箱与大地用电缆连接起来
4．谭老师在水平路面上静止开始做匀加速直线运动，经2秒后速度为4m/s，则他的加速度为2m/s2．
14．如图中，重为G的方木块静止在倾角为θ的固定的斜面上，斜面对木块作用力的方向竖直向上，大小G．
1．如图所示，等边三角形ABC区域中存在一垂直纸面向里的匀强磁场，一带电粒子（不计重力）沿AD方向以不同的速度射入磁场，分别从AC边上的P、Q点和BC边上的M、N点射出，则下列说法正确的是（　　）
A．从M点射出的粒子速度最小
B．从N点射出的粒子速度最大
C．从P点射出的粒子比从N点射出的粒子在磁场中运动的时间短
D．从P和Q点射出的粒子在磁场中运动的时间一样长
18．四块相同的木块竖直地紧挨着固定在地面上，一颗子弹水平地从第一块射入，恰好从第四块穿出，设子弹在整个过程中做匀减速线运动，则子弹穿过这四块木块所用的时间之比为（2-$\sqrt{3}$）：（$\sqrt{3}$-$\sqrt{2}$）：（$\sqrt{2}$-1）：1．
14．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针转动，传送带右侧有一与传送带等高的光滑水平面，一物块以初速度v2沿直线向左滑向传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时其速率为v3，则下列说法正确的是（　　）
A．若v1＜v2，则v3=v1B．若v1＞v2，则v3=v1
C．只有v1=v2时，才有v3=v1D．不管v2多大，总有v3=v1

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