Question

1．（1）將木塊從木板上某處釋放，讓打點計時器在與木塊相連的紙帶上打下一系列的點，如圖1所示，利用該紙帶上的數(shù)據(jù)可算出木塊下滑的加速度a=2.50m/s²（取3位有效數(shù)字），已知交流電的頻率為50Hz．

（2）某同學(xué)用如圖2所示裝置測量自由落體中的重力加速度g，所用交流電頻率為50Hz．在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每3個點取一個計數(shù)點，所測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖3所示．該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)（T為相鄰兩計數(shù)點的時間間隔）：
方法A：由g₁=$\frac{{x}_{2}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$，g₂=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{{T}^{2}}$…，g₅=$\frac{{x}_{6}-{x}_{5}}{{T}^{2}}$，再取平均值g=8.667m/s²；
方法B：由g₁=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{T}^{2}}$，g₂=$\frac{{x}_{5}-{x}_{2}}{3{T}^{2}}$，g₃=$\frac{{x}_{6}-{x}_{3}}{3{T}^{2}}$，再取平均值g=8.673m/s2．
①從實驗裝置看，該同學(xué)所用的是電壓為220V的交流 （填“交流”或“直流”）電源．操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應(yīng)該是先接通電源，后釋放紙帶．
②數(shù)據(jù)處理時應(yīng)選擇方法B（A或B）更合理，這樣可以減少實驗的系統(tǒng)（系統(tǒng)或偶然）誤差．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運動的△x=at²可求加速度；
（2）題關(guān)鍵要明確打點計時器是使用交流電源的儀器，使用時應(yīng)先接通電源，等打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放紙帶，否則將產(chǎn)生很大的誤差．
本實驗中誤差來源有重物下落過程中會受到空氣阻力、紙帶和限位孔之間存在阻力、刻度尺測量長度時產(chǎn)生誤差等．

解答 解：（1）計數(shù)點間的時間間隔T=0.02s×5=0.1s，木塊下滑的加速度a=$\frac{{S}_{BD}-{S}_{OB}}{（2T）^{2}}$=$\frac{0.0602+0.0853-0.0102-0.0353}{0．{2}^{2}}$=2.50m/s²；
（2）①打點計時器是使用交流電源的儀器，操作步驟中應(yīng)是先接通電源后釋放紙帶；
②方法A中，求重力加速度的平均值，正好S₂、S₃、S₄、S₅相約掉，因此S₁、S₆對實驗結(jié)果有影響；
而方法B中，求重力加速度的平均值，是后三段減前三段，故S₁、S₂、S₃、S₄、S₅、S₆對實驗結(jié)果有影響．
B方案較合理，因為長度越長測量越接近準確值，而B方案中是用后三段減去前三段的，這樣可以減少實驗的 系統(tǒng)誤差；
故答案為：（1）2.50；（2）①交流，先接通電源后釋放紙帶；②B，系統(tǒng)．

點評 考查求物體的加速度問題，應(yīng)明確各物理實驗儀器的工作原理和使用方法，明確實驗原理、注意事項以及減小誤差的措施是解決實驗問題的關(guān)鍵．