Question

11．如圖1所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上，使重物拖著紙帶從靜止開(kāi)始自由下落，利用此裝置可以測(cè)定重力加速度．
（1）所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需D（填字母代號(hào)）中的器材．
A．直流電源、天平及砝碼
B．直流電源、毫米刻度尺
C．交流電源、天平及砝碼
D．交流電源、毫米刻度尺
（2）某同學(xué)通過(guò)此實(shí)驗(yàn)得到一條清晰的紙帶，如圖2所示，其中0、1、2、3、4是連續(xù)打出的幾個(gè)點(diǎn)，相鄰兩點(diǎn)間的距離x₁=6.04cm，x₂=6.43cm，x₃=6.81cm，x₄=7.20cm．（以下計(jì)算結(jié)果要求保留三位有效數(shù)字）

①由題中所給數(shù)據(jù)可求得重錘在打點(diǎn)3時(shí)的速度為v₃=3.50m/s．
②根據(jù)這條紙帶測(cè)出的重力加速度g的數(shù)值是9.63m/s²．

Answer 1

分析 （1）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，驗(yàn)證動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減小量是否相等，所以要測(cè)重錘下降的距離和瞬時(shí)速度，測(cè)量瞬時(shí)速度和下降的距離均需要刻度尺，重錘的質(zhì)量可以不測(cè)；
（2）根據(jù)作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度大�。�
作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移差等于恒量即△x=aT²，由此可以求出重力加速度的大�。�

解答 解：（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源是交流電源，在實(shí)驗(yàn)中需要刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)與點(diǎn)間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過(guò)紙帶上兩點(diǎn)的距離，求出平均速度，從而可知瞬時(shí)速度．重錘的質(zhì)量可以不測(cè)，故D正確，ABC錯(cuò)誤；
（2）①作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過(guò)程中的平均速度，因此有：
v₃=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}}{2T}$=$\frac{6.81+7.20}{2×0.02}×1{0}^{-2}$=3.50m/s
②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可得：
x₄-x₂=2a₁T²
x₃-x₁=2a₂T²
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}$=$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}）-（{x}_{1}+{x}_{2}）}{4{T}^{2}}$=$\frac{6.81+7.20-6.04-6.43}{4×0.0{2}^{2}}×1{0}^{-2}$=9.63m/s²
故答案為：（1）D；（2）①3.50，②9.63．

點(diǎn)評(píng) 要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．