Question

9．图中甲、乙两图都是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50Hz．

（1）两图相比较，哪个图所示的装置更合理？甲．
（2）丙图是采用较合理的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，其中O为打出的第一个点，标为1，后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5…经测量，第15至第17点间的距离为11.76cm，第1至第16点间距离为44.14cm，则打下第16个点时，测出的重力加速度值为g=9.79m/s²．（要求保留三位有效数字）

Answer 1

分析 （1）因为用夹子固定纸带，可以避免乙图中用手握住纸带的弊端，一方面，由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定；另一方面，用夹子固定纸带，便于将纸带调整为竖直方向，以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦．
（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第16个点时的瞬时速度，根据速度位移公式求出重力加速度的值．

解答 解：（1）因为用夹子固定纸带，可以避免乙图中用手握住纸带的弊端，一方面，由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定；另一方面，用夹子固定纸带，便于将纸带调整为竖直方向，以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦．甲、乙两图相比较，甲图所示的装置较好．
（2）打下第16个点时，重物下落的速度大小为：v=$\frac{x}{2T}=\frac{11.76×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=2.94m/s，则重力加速度g=$\frac{{v}^{2}}{2h}=\frac{2.9{4}^{2}}{2×0.4414}=9.79m/{s}^{2}$．
故答案为：（1）甲，（2）9.79．

点评 本题主要考查学生应用纸带法求速度和运动学公式求加速度的能力，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，关键是匀变速直线运动重要推论的运用．