Question

某同學用圖甲所示裝置研究重物的自由落體運動時，在操作正確的前提下，得到圖乙所示的一段紙帶．若他測得AB之間的距離為s₁，BC之間的距離為s₂，已知打點周期為T，則利用上述條件得到
（1）重物下落的加速度計算式為a=

 

（2）打B點時重物的瞬時速度計算式V_B=

 

（3）對該實驗裝置及其操作的要求，下列說法正確的是：

 

A．電火花打點計時器應接6v交流電源
B．打點計時器的兩個限位孔應在同一條豎直線上
C．重物最好選用密度較小的材料，如泡沫塑料
D．開始時應使重物靠近打點計時器處并保持靜止
E．操作時，應先放開紙帶后接通電源 
（4）利用該裝置測出的加速度總比當地重力加速度值略小，其主要的原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出重物下落的加速度．
（2）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，求出B點的速度．
（3）通過實驗的原理以及注意事項逐一分析，得出正確的操作步驟．
（4）根據牛頓第二定律分析誤差形成的原因．

解答：解：（1）根據S2-S1=aT2得，加速度a=

S2-S1

T2

．
（2）B點的速度等于AC段的平均速度，則vB=

S1+S2

2T

．
（3）A、電火花打點計時器應接220V交流電源，故A錯誤．
B、打點計時器的兩個限位孔應在同一條豎直線上，從而減小摩擦．故B正確．
C、為了減小阻力的影響，重物應選擇密度較大的物體．故C錯誤．
D、開始時應使重物靠近打點計時器處并保持靜止．故D正確．
E、操作時，應先接通電源，在釋放紙帶．故E錯誤．
故選：BD．
（4）利用該裝置測出的加速度總比當地重力加速度值略小，根據牛頓第二定律知，a=

mg-f

m

，因為存在空氣阻力或紙帶與打點計時器間的摩擦阻力．
故答案為：（1）

S2-S1

T2

（2）

S1+S2

2T

（3）BD
（4）空氣阻力或紙帶與打點計時器間的摩擦阻力

點評：解決本題的關鍵會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，知道實驗的原理和注意的事項，以及知道誤差形成的原因．