Question

利用如圖1所示的實驗裝置測量學校所在地的自由落體加速度．某同學打出一條較為理想的紙帶圖2，把開始模糊不清的點去掉，把清晰的第一個點計為 1，隨后連續(xù)的幾個點依次標記為點2、3、4．測量出各點間的距離已標在紙帶上，已知打點計時器的打點周期為0.02s．

（1）打點計時器打出點2時重物的瞬時速度為

 

m/s，學校所在地的重力加速度的值約為

 

m/s²（本題計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；
（2）若該同學通過實驗測得的重力加速度值比公認值偏小，則可能的原因是

 

A．電源電壓變低了
B．電源電壓變高了
C．該同學采用了先打點后讓紙帶下落的操作
D．紙帶與打點計時器限位孔之間的摩擦影響．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點2的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出自由落體運動的加速度．
（2）根據(jù)實驗誤差來源分析誤差原因．

解答：解：（1）點2的瞬時速度等于1、3間的平均速度，v₂=

x13

2t

=

0.0058+0.0096

2×0.02

=0.385m/s；
由△x=at²得，加速度a=

x3-x1

2t2

=

0.0134-0.0058

2×0.022

=9.50m/s²；
（2）由于紙帶與打點計時器限位孔之間存在摩擦、物體受到空氣阻力等，使重力加速度的測量值小于真實值，故D正確；
故答案為：（1）0.385；9.50；（2）D．

點評：要探究一個物體的運動隨時間變化的規(guī)律，必須知道物體在不同時刻的速度，直接測量瞬時速度是比較困難的，我們可以借助打點計時器先記錄物體在不同時刻的位置，再通過對紙帶的分析，計算得到各個時刻的瞬時速度以及紙帶的加速度．