Question

7．某实验小组用如图1所示的装置测定重力加速度．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．

（1）下列实验操作步骤正确的是BC．（填正确答案标号）
A．实验所用的重物可用实心泡沫球
B．应调整打点计时器，使其两限位孔连线在竖直方向
C．实验时应先使重物靠近打点计时器
D．实验时先释放重物后再接通电源
（2）已知打点计时器所接电源频率为50Hz．实验中得到的一条纸带如图2所示，从比较清晰的点起，每2个点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、4．测得x₁=29.3mm，x₂=45.6mm，x₃=60.3mm，x₄=76.2mm，则重物在打下点2时的速度大小为1.32m/s，重物的加速度大小为9.63m/s²．（结果保留三位有效数字）
（3）该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是实验中存在摩擦力及空气的阻力．

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点2的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出物体的加速度大小．
（3）由于重物下落的过程中不可避免的存在摩擦阻力，因此所测重力加速度比实际的要小

解答 解：（1）A、实验所用的重物应质量大一些，故A错误．
B、实验时应调整打点计时器，使其两限位孔连线在竖直方向，故B正确．
C、实验时应先使重物靠近打点计时器，故C正确．
D、实验时应先接通电源，再释放小球，故D错误．
故选：BC．
（2）点2的瞬时速度
${v}_{2}^{\;}=\frac{{x}_{2}^{\;}+{x}_{3}^{\;}}{2T}$=$\frac{45.6mm+60.3mm}{2×0.04s}$=1320mm/s=1.32m/s，
根据△x=aT²，运用逐差法得，物体的加速度a=$\frac{{x}_{3}^{\;}+{x}_{4}^{\;}-{x}_{1}^{\;}-{x}_{2}^{\;}}{4{T}_{\;}^{2}}$=$\frac{60.3mm+76.2mm-29.3mm-45.6mm}{4×（0.04s）_{\;}^{2}}$=9630mm/s²=9.63m/s²．
（3）该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是实验中存在摩擦力及空气的阻力．
故答案为：（1）BC        （2）1.32       9.63       （3）实验中存在摩擦力及空气的阻力

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，主要是匀变速直线运动推论的运用．