Question

某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度．

①请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：a_____；b_____．

②该同学经正确操作得到如图乙所示的纸带，已知ABCDEF为打下的连续六个点，测得对应的距离为h₁、h₂、h₃、h₄、h₅．若已知打点计时器的打点周期为T，则打E点时速度的表达式为v_E＝_____；

③若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出v²与h的关系图线如图丙所示．则斜率表示_____，可以计算得出重力加速度的大小为_____m/s²（保留2位有效数字）．

④根据以上③问结果，为了求出物体在运动过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_____（用字母表示，并说明字母所表示的物理意义，已知当地的重力加速度大小为9.8m/s²）．

⑤如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比_____．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer

打点计时器应该接交流电源 开始时重物应该靠近打点计时器 重力加速度大小的2倍 9.4 物体的质量m 不变

【解析】

根据打点计时器的具体应用，熟悉打点计时器使用的注意事项即可正确解答；匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．可以通过求DF段的平均速度表示E点的瞬时速度；结合牛顿第二定律的表达式，即可确定还需要测量的物理量；打点计时器的周期与交流电的周期相同，交流电电压的变化不影响其周期．

（1）打点计时器使用交流电源，而该题中接了直流电；重物离打点计时器太远，这样纸带上上所打点很少，不利于减小误差．

（2）匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，则有：

（3）根据，可得：，结合图象明确知图线的斜率表示2g，所以，则g＝9.4m/s2．

（4）物体在下降的过程中受到重力与阻力的作用，得：mg﹣f＝ma，为了求出物体在运动过程中所受的阻力，还需知道物体的质量，所以要测量的物理量是质量；

（5）打点计时器的周期与交流电的周期相同，交流电电压的变化不影响其周期，所以当时电网中交变电流的电压变成210V，打点计时器的周期不变，对测量的数据没有影响．加速度的测量值不变．