Question

20．利用自由落體法測重力加速度，實驗裝置如圖所示．
（1）實驗操作步驟如下，請將步驟B補充完整
A．按實驗要求安裝好實驗裝置：
B．使重物靠近（填“靠近”或“遠離”）打點計時器，接著先接通電源后釋放紙帶（填“先接通電源后釋放紙帶”或“向釋放紙帶后接通電源”），打點計時器在紙帶上打下一系列的點；
C．圖乙為一條符合實驗要求的紙帶，O點為打點計時器打下的第一個點，分別測出若干連接點A、B、C、…與O點之間的距離h₁、h₂、h₃…
（2）已知打點計時器的打點周期為T，結合實驗張所測得的h₁、h₂、h₃，可得打B點時重物的速度大小為$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，重力加速度的大小為$\frac{{h}_{3}+{h}_{1}-2{h}_{2}}{{T}^{2}}$，通常情況下測得值均小于當?shù)氐膶嶋H重力加速度的值，其原因是運動過程中存在阻力

Answer 1

分析 實驗時，應先接通電源再釋放紙帶，重物靠近打點計時器．根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求出重力加速度的大�。�

解答 解：（1）為了有效地使用紙帶，重物應靠近打點計時器，實驗時先接通電源后釋放紙帶．
（2）B點的速度等于AC段的平均速度，則${v}_{B}=\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$．
根據(jù)$（{h}_{3}-{h}_{2}）-（{h}_{2}-{h}_{1}）=g{T}^{2}$得，g=$\frac{{h}_{3}+{h}_{1}-2{h}_{2}}{{T}^{2}}$．
通常情況下測得值均小于當?shù)氐膶嶋H重力加速度的值，其原因是運動過程中存在阻力．
故答案為：（1）靠近，先接通電源后釋放紙帶．（2）$\frac{{h}_{3}-{h}_{1}}{2T}$，$\frac{{h}_{3}+{h}_{1}-2{h}_{2}}{{T}^{2}}$，運動過程中存在阻力．

點評 解決本題的關鍵掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用．