Question

某學(xué)生利用“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置來測量一個(gè)質(zhì)量 m=50g的鉤碼下落時(shí)的加速度值，該學(xué)生將鉤碼固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 a 所示．①以下是該同學(xué)正確的實(shí)驗(yàn)操作和計(jì)算過程，請(qǐng)完成下面部分實(shí)驗(yàn)步驟的有關(guān)內(nèi)容
A、按實(shí)驗(yàn)裝置圖安裝器件
B、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到

交流

（填直流或交流）電源上
C、先

接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

，再

釋放紙帶

，然后

關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源

．
D、取下紙帶，取其中的一段標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖 b 所示，測出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為 S₁=2.60cm，S₂=4.14cm，S₃=5.69cm，S₄=7.22cm，S₅=8.75cm，S₆=10.29cm
已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率是f=50Hz，則計(jì)算鉤碼下落加速度的表達(dá)式為a=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)

36

f2

，代入數(shù)值，可得加速度a=

9.60

 m/s ² （計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．
②該同學(xué)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鉤碼下落時(shí)的加速度比實(shí)際的重力加速度�。疄榱擞行У乜s小這個(gè)實(shí)驗(yàn)測得的加速度與實(shí)際的重力加速度之差，請(qǐng)你提出一個(gè)有效的改進(jìn)方法：

將鉤碼換成大質(zhì)量的重錘

．

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)中安裝、調(diào)整好器材，穿好紙帶，在打點(diǎn)之前，應(yīng)先接通電源，后松開紙帶；
根據(jù)逐差法可以求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度大��；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，造成該實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是物體下落過程中存在摩擦阻力，因此從減小摩擦阻力的角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的改正．

解答：解：①實(shí)驗(yàn)中安裝、調(diào)整好器材，穿好紙帶，在打點(diǎn)之前，應(yīng)先接通電源，后松開紙帶，實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源整理器材．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²，有：
s₆-s₃=3a₁T²     ①
s₅-s₂=3a₂T²     ②
s₄-s₁=3a₃T²      ③
a=

a1+a2+a3

3

    
解得：a=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)

(3T)2

=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)

36

f2．
帶入數(shù)據(jù)解得a=9.60m/s²．
②根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，造成該實(shí)驗(yàn)誤差的主要原因是物體下落過程中存在摩擦阻力，一是小球下落的空氣阻力，二是紙帶和限位孔之間的摩擦，故具體采取的具體措施為：將鉤碼換成較大質(zhì)量的重錘．
故答案為：①交流，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放紙帶，關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源；
a=

(s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)

36

f2
a=9.60m/s² 
②將鉤碼換成大質(zhì)量的重錘．

點(diǎn)評(píng)：明確實(shí)驗(yàn)原理，對(duì)于基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)要親自動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作，同時(shí)加強(qiáng)利用基本物理規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題的能力．