Question

一位同学进行“用打点器测量自由落体的加速度”实验．
（1）现有下列器材可供选择：铁架台、电火花计时器及碳粉纸、电磁打点器及复写纸、纸带若干、220V交流电源，低压直流电源、天平、秒表、导线、电键．其中不必要的器材是：

电磁打点器及复写纸、低压直流电源、天平、秒表

；缺少的器材是

毫米刻度尺、重锤

．
（2）这位同学从打出的几条纸带中，挑出较为理想的一条纸带．把开始打的第一个点标为A，随后连续的几个点依次标记为点B、C、D、E和F，测量出各点间的距离，如图所示．

请你在这位同学工作的基础上，思考求纸带加速度的方法，写出你所依据的公式：

△s=aT²

（3）根据你的计算公式，设计表格记录需要的数据，计算纸带下落的加速度．（结果保留两位有效数字）
（4）估计你的计算结果的误差有多大？试分析误差的来源及其减少误差的方法．

Answer 1

分析：（1）电火花计时器使用220V交流电源，电磁打点计时器使用4V～6V交流电源，缺少低压交流电源；
（2）根据逐差法求解重力加速度；
（3）设计表格记录数据；
（4）误差来源于空气阻力和限位孔对纸带的阻力．

解答：解：（1）电磁打点计时器使用4V～6V交流电源，缺少低压交流电源，故选择电火花计时器；
不要称量质量，故不需要天平；
有打点计时器，故不需要秒表；
需要毫米刻度尺测量长度；
缺少重锤．
（2）依据的公式：∵△s=aT²，T=0.02s，∴a=

△s

T 2

 
（3）表格设计如下：

						平均
s（m）	（EF） 0.0173	（DE） 0.0134	（CD） 0.0096	（BC） 0.0058	（AB） 0.0019	/
△s（m）	/	0.0039	0.0038	0.0038	0.0039	0.00385
a（m/s2）	/	/	/	/	/	9.63

（4）实验结果纸带的加速度9.63m/s²与重力加速度的标准值9.8 m/s²有偏差，误差大小为△a=|9.8-9.63|m/s²=0.17 m/s²．误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦，可以用增大重锤重量的方法，减少摩擦的影响．
故答案为：（1）电磁打点器及复写纸、低压直流电源、天平、秒表；毫米刻度尺、重锤；
（2）△s=aT²；
（3）表格设计如上；
（4）实验结果误差大小为0.17 m/s²．误差的来源主要是空气的阻力和纸带的摩擦，可以用增大重锤重量的方法，减少摩擦的影响．

点评：本题关键明确实验原理和误差来源，要求会设计表格记录和处理数据，最后亲手动手做实验体会．