Question

7．某同学用如图1所示装置验证重力加速度．
①如图1所示，安装好打点计时器时，存在的两点错误是：打点计时器应该接电压交流电源；重物紧靠打点计时器一端；
②开始打点计时，接通电源和释放纸带的顺序应该是，先接通电源，然后释放纸带；
③将纸带上打出第一个点记为0，并在离0点较远的任意点依次选取几个连续的点，分别记为A，B，C，D…．量出各点与0点的距离h，如图2所示：

这五个数据中不符合有效数字读数要求的是（填A、B、C、D或E）点读数B．
④根据纸带提供的数据，打点计时器打下C点时，重物的速度Vc=1.75m/s，（保留三位有效数字）．
⑤修正数据后，该同学计算出各点对应速度的平方值，并作如图3所示的v²-h图象，则可测出重力加速度g=9.4m/s²．与真实值相比，测出的g值偏小（填“偏小”或“偏大”）．原因是：实验中存在阻力（打点计时器与纸带间阻力，空气阻力）．

Answer 1

分析 ①计时器接交流电源，及重物靠近计时器；
②先接通电源，后释放纸带；
③根据读数存在估计值，从而即可求解；
④根据平均速度等于瞬时速度，即可求得；
⑤根据机械能守恒定律写出v²与h关系的表达式，然后再进行分析讨论．

解答 解：①打点计时器应该接电压交流电源，直流电无法工作，
同时重物紧靠打点计时器一端；
②为增加有效点个数，要先接通电源，后释放纸带；
③根据长度读数，存在估计值，因此B点的读数不符合要求；
④根据平均速度等于瞬时速度，则有：v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{0.1941-0.124}{2×0.02}$=1.75m/s；
⑤根据机械能守恒定律，有：mgh=$\frac{1}{2}$mv²，
解得：v²=2gh；
故斜率k=2g，g=$\frac{k}{2}$=$\frac{1}{2}×\frac{8.3-3.6}{0.25}$=9.4m/s²；
由于阻力的存在，实际加速度偏小，故g值偏小；
故答案为：①打点计时器应该接电压交流电源，重物紧靠打点计时器一端；
②接通电源；释放纸带；    ③B，④1.75m/s；
⑤9.4m/s²；偏小；实验中存在阻力（打点计时器与纸带间阻力，空气阻力）．

点评 本题关键是明确实验原理、操作步骤、误差来源，要亲手做实验去体会，能够结合图象求解问题，注意掌握由图象的斜率来求解重力加速度的方法．