Question

如圖1所示，將電火花打點計時器固定在鐵架臺上，使重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，某同學利用此裝置測定重力加速度．
（1）本實驗中的電火花打點計時器所用電源是

D

A．6V以下直流電    B．6V以下、頻率50Hz的交流電
C．220V直流電      D．220V、頻率50Hz的交流電
（2）本實驗所需器材有：打點計時器（帶導線）、（1）中所選電源、紙帶、復寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和夾子的重物，此外還需要

B

（填字母代號）中的器材．
A．天平及砝碼       B．毫米刻度尺        C．秒表
（3）實驗時下面的步驟先后順序是

B

．
A．先釋放紙帶后打開打點計時器   B．先打開打點計時器后釋放紙帶
（4）打出的紙帶如圖2所示，實驗時紙帶的

乙

端應和重物相連接．（選填“甲”或“乙”）
（5）紙帶上1至9各點為計時點，由紙帶所示數據可算出實驗時的加速度為

9.6

m/s²．（保留3位有效數字）
（6）若當地的重力加速度數值為9.80m/s²，請列出測量值與當地重力加速度的值有差異的一個原因是：

紙帶與打點計時器之間有摩擦；紙帶上的數據讀數有誤差

．

Answer 1

分析：（1）根據用打點計時器測重力加速度的原理，和實驗的步驟可以判斷遺漏的器材．
（2）明確實驗原理，了解具體操作的含義即可正確解答本題．
（3）用打點計時器做實驗時，實驗步驟要求先接通電源，讓打點計時器正常工作后，釋放紙帶．
（4）紙帶與重物相連的那端最先打點，故點的分布比較密集些．
（5）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小．
（6）由于實驗過程中重物受到空氣阻力和限位孔與紙帶間的摩擦阻力等作用，所求加速度的值偏小．

解答：解：（1）電火花打點計時器使用的電源為交流220V，頻率為50Hz，故ABC錯誤，D正確．
（2）重力加速度與物體的質量無關，所以不要天平和砝碼．計算速度需要測相鄰計數的距離，需要刻度尺，由于打點計時器已經記錄了物體運動時間，因此不需要秒表，故AC錯誤，B正確．
（3）如果先放開紙帶開始運動，再接通打點計時時器的電源，由于重物運動較快，不利于數據的采集和處理，會對實驗產生較大的誤差；同時先打點再釋放紙帶，可以使打點穩定，提高紙帶利用率，可以使紙帶上打滿點，故實驗時先打開打點計時器后釋放紙帶，A錯誤，B正確．
（4）物體做加速運動，計數點之間的距離越來越大，因此紙帶的乙端與打點計時器相連．
（5）相鄰時間間隔為：T=0.02s，因此根據逐差法有：s6-s1=5aT2，因此有：
a=

s6-s1

5T2

=

(3.96-2.04)×10-2m

5×(0.02s)2

=9.60m/s2
（6）由于實驗過程中重物受到空氣阻力和限位孔與紙帶間的摩擦阻力等作用，所求加速度的值偏小，還有紙帶上的數據讀數有誤差也會對實驗結果造成影響．
故答案為：（1）D；（2）B；（3）B；（4）乙；（5）9.60；（6）紙帶與打點計時器之間有摩擦；紙帶上的數據讀數有誤差．

點評：本題是利用自由落體運動測定重力加速度．注意打點計時器的使用方法，能熟練根據勻變速直線運動的公式求解速度和加速度等物理量，要知道實驗過程中重物受到空氣阻力和限位孔與紙帶間的摩擦阻力等作用對實驗結果的影響．