题目内容

15.某同学使用打点计时器测量本班教室所在处的重力加速度.

(1)请完成以下主要实验步骤:按图安装实验器材并连接电源;竖直提起系有重物的纸带,使重物紧靠( 填“靠近”或“远离”)打点计时器下端;接通电源,释放纸带,使重物自由下落;关闭电源,取出纸带;换新纸带重复实验.
(2)从实验获得的两条纸带,选取一条来计算重力加速度.已知所用电源周期T=0.02s.在纸带上打出的点中,选出零点,因保存不当,纸带被污染,如图2所示,A、B、C、D是依次排列的4个计时点,仅能读出其中3个计时点到零点的距离:xA=36.5mm,xB=76.8mm,xD=169.1mm.
若无法再做实验,可由以上信息推知:
①xC=121.0mm
②打C点时物体的速度大小为2.31m/s(取3位有效数字)
③教室所在处的重力加速度大小为9.75m/s2(取3位有效数字)

分析 根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出C点的坐标,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C点的瞬时速度,结合连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重力加速度.

解答 解:(1)竖直提起系有重物的纸带,使重物靠近打点计时器下端,然后先接通电源,再释放纸带.
(2)①xAB=76.8-36.5cm=40.3mm,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,因为
${x}_{BC}={x}_{AB}+a{T}^{2}$,
${x}_{CD}={x}_{BC}+a{T}^{2}={x}_{AB}+2a{T}^{2}$,
可知:${x}_{BD}=2{x}_{AB}+3a{T}^{2}$,
解得:$a{T}^{2}=\frac{{x}_{BD}-2{x}_{AB}}{3}=\frac{(0.1691-0.0768)-2×0.0403}{3}$=0.0039m=3.9mm,
则有:${x}_{C}-{x}_{B}={x}_{AB}+a{T}^{2}=40.3+3.9mm$=44.2mm,
则有:xC=44.2+76.8mm=121.0mm.
②C点的速度为:${v}_{C}=\frac{{x}_{BD}}{2T}=\frac{0.1691-0.0768}{0.04}≈2.31m/s$.
③根据△x=gT2得:g=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.0039}{0.0{2}^{2}}m/{s}^{2}=9.75m/{s}^{2}$.
故答案为:(1)靠近,接通电源,放开纸带;(2)①121.0;②2.31;③9.75

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,关键是匀变速直线运动推论的运用.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网