Question

（1）某同學用如圖所示的裝置測定重力加速度：
①電火花計時器的工作電壓為

 

，頻率

 

．
②打出的紙帶如圖所示，實驗時紙帶的

 

端應和重物相連接．（選填“甲”或“乙”）
③實驗中在紙帶上連續打出點1、2、3、…、9，如1圖所示，由紙帶所示數據可算出實驗時的加速度為

 

m/s²．
（2）某實驗小組采用如圖3所示的裝置探究功與速度變化的關系，小車在橡皮筋的作用下彈出后，沿木板滑行．打點計時器工作頻率為50Hz．
①實驗中木板略微傾斜，這樣做

 

；
A．是為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
B．是為了增大小車下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力對小車做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小車做勻速運動
②實驗中先后用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…，并起來掛在小車的前端進行多次實驗，每次都要把小車拉到同一位置再釋放小車．把第1次只掛1條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功記為W1，第二次掛2條橡皮筋時橡皮筋對小車做的功為2W1，…；橡皮筋對小車做功后而使小車獲得的速度可由打點計時器打出的紙帶測出．根據第四次的紙帶（如圖4所示）求得小車獲得的速度為

 

 m/s．
③若根據多次測量數據畫出的W-v草圖如圖5所示，根據圖線形狀，可知對W與v的關系作出的猜想肯定不正確的是

 

．
A．W∝

v

  B．W∝

1

v

   C．W∝v²  D．W∝v³
④如果W∝v2的猜想是正確的，則畫出的W-v2圖象應是

 

；
⑤在本實驗中你認為影響實驗效果的可能原因是

 

．（只要回答出一種原因即可）

Answer 1

分析：（1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項；若物體帶動紙帶做勻變速直線運動，利用勻變速直線運動的推論△x=aT²，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．
（2）①明確實驗原理以及實驗目的即可知了解具體的實驗操作；②紙帶上點距均勻時，表示小車已經做勻速直線運動，據此可求出小車做勻速運動時的速度大小，即為最終小車獲得的速度大��；③根據圖象特點，利用數學知識可正確得出結論；④如果W∝v²的猜想是正確的，則W與v²成正比例關系；⑤根據實驗原理和具體的實驗操作，正確分析實驗誤差．

解答：解：①根據電火花打點計時器的構造和工作原理可知，其工作電源為交流220V，頻率為50Hz．
故答案為：交流220 V，50 Hz．
②從紙帶上可以發現從左端到右端，相鄰的計數點的距離越來越小，也就是說明速度越來越小，與重物相連接的紙帶先打出點，速度較小，所以實驗時紙帶的乙端端通過夾子和重物相連接．
故答案為：乙端．
③根據運動學公式得：△x=aT²，有：
a=g=

x23-x78

5T2

，將x₇₈=2.04cm，x₂₃=3.92cm，T=0.02s，帶入解得：g=9.4m/s²．
故答案為：9.4．
（2）①A、該實驗中要使橡皮筋對小車所做功為合外力的功，應當進行平衡摩擦力的操作，所以要求斜面傾斜，釋放小車后小車能夠勻速下滑，故A錯誤；
B、斜面傾斜是為了平衡摩擦力，不是為了使小車加速下滑，故B錯誤；
C、使斜面傾斜后平衡摩擦力，這樣操作可以使橡皮筋松弛后，小車能做勻速運動，從而根據紙帶求出小車勻速時的速度大�。�即加速運動的最大速度），故C正確；
D、根據C選項的論述可知D正確．
故選：CD．
②由紙帶后半部分兩點間距離相同，可知小車開始做勻速運動，可求得：
v=

x

T

=

0.04m

0.02s

=2 m/s
故答案為：2．
③根據圖象結合數學知識可知，該圖象形式和y=xⁿ（n=2，3，4）形式，故AB錯誤，CD正確．
本題選不正確的，故選AB．
④如果W∝v²的猜想是正確的，則W與v²成正比例關系，即圖象應該為過原點的傾斜直線．
故答案為：過原點的一條直線．
⑤根據該實驗采用方法以及所測量的數據可知，造成誤差的原因可能有：每條橡皮筋做的功不會完全相同；在紙帶的測量中會有誤差；摩擦阻力的平衡不可以完全理想化；交流電的頻率不穩定也可能造成誤差．
故答案為：每條橡皮筋做的功不會完全相同；在紙帶的測量中會有誤差；摩擦阻力的平衡不可以完全理想化；交流電的頻率不穩定也可能造成誤差．

點評：（1）要知道重物帶動紙帶下落過程中能量轉化的過程和能量守恒，紙帶問題的處理時力學實驗中常見的問題，計算過程中要注意單位的換算和有效數字的保留．
（2）明確了該實驗的實驗原理以及實驗目的，即可了解具體操作的含義，以及如何進行數據處理；數據處理時注意數學知識的應用，本題是考查應用數學知識解決物理問題的好題．