Question

2．某同学做自由落体运动实验
（1）实验室备有下列仪器：
A．长度为1m最小刻度为毫米的刻度尺；    B．秒表；     C．电磁打点计时器；D．低压交流电源（50Hz）；    E．低压直流电源；     F．天平．
为了较准确测量重锤下落的加速度的数值，上述仪器中必须有的是ACD（填字母代号）．
（2）A．更换不同的纸带，重复上述实验．
B．用铁架台将打点计时器竖直固定．
C．接通电源，释放纸带．
D．穿好纸带，将重物提到靠近打点打点计时器的地方．
请写出自由落体的正确实验步骤BDCA（填字母代号）．
（3）在做“研究自由落体运动”实验中，打点记时器打出的一条纸带中的某段如图所示，若A，B，C …点间的时间间隔均为0.10s，从图中给定的长度，求重锤的加速度大小是9.5m/s²，打下C点时重锤的速度大小是1.9m/s．（结果均保留两位有效数字）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定需要测量的物理量，从而确定所需的器材．
（2）实验是通过研究重锤做自由落体运动来测量重锤下落加速度．
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小．

解答 解：（1）实验需要使用打点计时器研究，电源选择低压交流电源（50Hz），
刻度尺要用来测量纸带的点之间的距离，所以必须要有长度为1m最小刻度为毫米的刻度尺；
物体的质量不需要知道，所以不用天平测物体的质量，打点计时器本身就是计时的仪器，所以不需要秒表．
所以上述仪器中必须有的是ADE．
（2）根据测量重锤下落的加速度的数值，让重锤自由落体，
因此操作步骤：先用铁架台将打点计时器竖直固定；接着穿好纸带，将重物提到靠近打点打点计时器的地方；然后接通电源，释放纸带；最后更换不同的纸带，重复上述实验．
则正确实验步骤：BDCA；
（3）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{2T}$=$\frac{{x}_{AC}}{4T}$=$\frac{0.76}{4×0.1}$=1.9m/s
由题意可知：x_AB=5.1cm=0.051m，x_BC=19.0-5.1=13.9cm=0.139m，
x_CD=43.1cm-19.0cm=24.1cm=0.241m，x_DE=76.0cm-43.1cm=32.9cm=0.329m；
所以根据逐差法有：
△x=aT²，则有：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{（2T）^{2}}$，
故带入数据解得：a=$\frac{0.38}{0．{2}^{2}}$=9.5m/s²．
故答案为：（1）ACD，（2）BDCA；（3）9.5，1.9．

点评 本题借助实验考查了匀变速直线的规律以及推论的应用，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．