Question

11．如圖甲所示為驗證機械能守恒定律的實驗裝置示意圖．現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、打點計時器、紙帶、帶鐵夾的重錘、天平．回答下列問題．
（1）為完成此實驗，除了所給的器材，還需要的一個器材是D
A．螺旋測微器      B．秒表      C．多用電表      D．交流電源
（2）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟中，其中操作不當(dāng)?shù)囊粋�步驟是A
A．用天平測出重錘的質(zhì)量
B．按照圖示的裝置安裝器件
C．先釋放紙帶，后接通電源
D．測量紙帶上某些點間的距離
（3）利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數(shù)值．根據(jù)打出的紙帶，選取紙帶上連續(xù)的五個點A、B、C、D、E，測出各點之間的距離如圖乙所示．使用交流電的頻率為f，則計算重錘下落的加速度的表達式a=$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}）{f}^{2}}{4}$（用x₁、x₂、x₃、x₄及f表示）

Answer 1

分析 根據(jù)實驗的原理確定實驗的器材，以及錯誤的步驟，誤差形成的原因．
根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出加速度的表達式．

解答 解：（1）電磁打點計時器需接4-6V的交流電源，以及需要用米尺測量距離，不需要螺旋測微器，同時也不需要秒表，因打點計時器能算出時間．
故選：D．
（2）不當(dāng)?shù)牟襟E是A，不需要測量重錘的質(zhì)量，原因是等式兩邊都有質(zhì)量，可以約去，
故選：A，
（3）根據(jù)逐差法，a₁=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$，
a₂=$\frac{{x}_{4}-{x}_{2}}{2{T}^{2}}$，
則a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}$=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}）{f}^{2}}{4}$．
故答案為：（1）D；　（2）A；（3）$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}）{f}^{2}}{4}$．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握實驗的原理，知道誤差形成的原因，注意逐差法求解加速度的好處，同時知道對于打點計時器的交流與直流電源的不同．