Question

一位同学进行“用打点计时器测量自由落体加速度”的实验。

（1）现有下列器材可供选择：铁架台、重锤、电磁打点计时器及复写纸、纸带若干、低压直流电源、天平、秒表、导线、电键。其中不必要的器材是：_______、      、        ；缺少的器材是           、           。

（2）这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带。把开始打的第一个点标为A，随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F，测量出各点间的距离，如下图所示。请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：       。

（3）由该纸带求出的自由落体加速度为______m/s²；比标准值______（填“偏大”或“偏小”）。

（4）该实验误差的主要来源是           ；可用            的方法减小该误差。

Answer

（1）其中不必要的器材是：低压直流电源、天平、秒表；缺少的器材是：低压交流电源、刻度尺。

（2）依据的公式：（3）9．63m/s2；偏小；（4）空气的阻力和纸带的摩擦；增大重锤重力

【解析】试题分析：（1）该实验中，要有做自由落体运动的物体重锤；通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，打点计时器需要的是交流电源，因此低压直流电源不需要，缺少低压交流电源，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中缺少刻度尺．则不必要的器材是：低压直流电源、天平、秒表；缺少的器材是：低压交流电源、刻度尺。

（2）这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带．把开始打的第一个点标为A，随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F，测量出各点间的距离，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，所以所依据的公式．

（3）设A到B之间的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x3-x1=2a1T2； x4-x2=2a2T2；为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值得：a=（a1+a2），即小车运动的加速度计算表达式为：，测量值比标准值偏小．

（4）该实验误差的主要来源是空气的阻力和纸带的摩擦；可用增大重锤重力的方法减小该误差．

考点：用打点计时器测量自由落体加速度

【名师点睛】正确解答实验问题的前提是明确实验原理和实验误差的来源，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据等，会起到事半功倍的效果．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。