Question

12．（1）一位同學(xué)在“用打點計時器測量自由落體的加速度”實驗中，有下列器材可供選擇：鐵架臺、電磁打點計時器及復(fù)寫紙、低壓直流電源、天平、導(dǎo)線、開關(guān)、秒表、紙帶若干．
其中不必要的器材是低壓直流電源、天平、秒表，缺少的器材是低壓交流電源、刻度尺、重錘．
（2）如圖是該同學(xué)選取的一條較理想的紙帶，紙帶下落過程中D點的速度大小為V_D=0.58m/s，紙帶下落的加速度a=9.6m/s²（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．計算得到的加速度比重力加速度的標準值9.8m/s²偏小（ 填“大或小”）．誤差的主要來源是：紙帶受到的摩擦力和重錘受空氣阻力，減少誤差的方法有：增大重錘重量，減少摩擦的影響．

Answer 1

分析 （1）要測重錘下降的距離和瞬時速度，測量瞬時速度和下降的距離均需要刻度尺，不需要秒表，重錘的質(zhì)量可測可不測；
（2）用平均速度代替瞬時速度的方法求解瞬時速度，再依據(jù)速度公式，求解D點速度大�。�
用作差法求解減速過程中的加速度；根據(jù)紙帶減速過程中，除滑動摩擦力外，還有阻力，從而即可求解．

解答 解：（1）其中不必要的器材是：因為我們是比較mgh、$\frac{1}{2}$mv²的大小關(guān)系，故m可約去，不需要用天平．
不需要秒表，打點計時器本身可以表示出時間；及低壓直流電源也不需要．
缺少的器材是：毫米刻度尺，在實驗中需要刻度尺測量紙帶上點與點間的距離從而可知道重錘下降的距離，以及通過紙帶上兩點的距離，求出平均速度，從而可知瞬時速度，同時還差接電磁打點計時器的低壓交流電源．
（2）根據(jù)某段的平均速度等于中時刻的速度，則有：v_D=$\frac{{x}_{CE}}{2T}$=$\frac{9.6+13.4}{2×0.02}×1{0}^{-2}$ m/s≈0.58m/s
根據(jù)加速度公式a=$\frac{{x}_{DF}-{x}_{BD}}{4{T}^{2}}$=$\frac{13.4+17.3-5.8-9.6}{4×0.0{2}^{2}}×1{0}^{-2}$  m/s²=9.6 m/s²；
得到的加速度比重力加速度的標準值9.8m/s²偏小；
誤差的主要來源是：紙帶受到的摩擦力和重錘受空氣阻力，
減少誤差的方法有：增大重錘重量，減少摩擦的影響；
故答案為：（1）低壓直流電源、天平、秒表；低壓交流電源、刻度尺、重錘；
（2）0.58；   9.6；  �。患垘�受到的摩擦力和重錘受空氣阻力；增大重錘重量，減少摩擦的影響．

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握用“打點計時器測量自由落體的加速度”實驗的原理，知道需要測量哪些量，需要哪些器材；
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，掌握求瞬時速度與加速度的方法，會分析產(chǎn)生誤差原因．