问题 问答题

某学生利用“验证机械能守恒定律”的实验装置来测量一个质量m=50g的钩码下落时的加速度值,该学生将钩码固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,实验装置如图a所示.①以下是该同学正确的实验操作和计算过程,请完成下面部分实验步骤的有关内容

A、按实验装置图安装器件

B、将打点计时器接到______(填直流或交流)电源上

C、先______,再______,然后______.

D、取下纸带,取其中的一段标出计数点如图b所示,测出相邻计数点间的距离分别为S1=2.60cm,S2=4.14cm,S3=5.69cm,S4=7.22cm,S5=8.75cm,S6=10.29cm

已知打点计时器的打点频率是f=50Hz,则计算钩码下落加速度的表达式为a=______,代入数值,可得加速度a=______m/s2(计算结果保留三位有效数字).

②该同学从实验结果发现,钩码下落时的加速度比实际的重力加速度小.为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差,请你提出一个有效的改进方法:______.

答案

①实验中安装、调整好器材,穿好纸带,在打点之前,应先接通电源,后松开纸带,实验结束关闭电源整理器材.

根据匀变速直线运动的推论△x=aT2,有:

s6-s3=3a1T2

s5-s2=3a2T2

s4-s1=3a3T2

a=

a1+a2+a3
3

解得:a=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
(3T)2
=
(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
36
f
2

带入数据解得a=9.60m/s2

②根据实验原理可知,造成该实验误差的主要原因是物体下落过程中存在摩擦阻力,一是小球下落的空气阻力,二是纸带和限位孔之间的摩擦,故具体采取的具体措施为:将钩码换成较大质量的重锤.

故答案为:①交流,接通打点计时器电源,释放纸带,关闭打点计时器电源;

a=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)
36
f2

a=9.60m/s2

②将钩码换成大质量的重锤.

单项选择题
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