Question

8．小楊同學(xué)想利用自由落體運(yùn)動(dòng)的裝置并結(jié)合機(jī)械能守恒定律來(lái)測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度，連接好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后，學(xué)生電源面板如圖1所示，按下電源開關(guān)后發(fā)現(xiàn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不工作，經(jīng)檢查，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器無(wú)故障，線路的連接也沒(méi)有斷路和接觸不良等問(wèn)題．

（1）根據(jù)題中信息可判定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能正常工作的原因是：計(jì)時(shí)器接于直流電，應(yīng)該接于交流電．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能工作的原因排除后，如圖2所示的是小楊同學(xué)三次開始打點(diǎn)釋放紙帶瞬間的照片，請(qǐng)問(wèn)哪個(gè)圖中所示的情況操作正確：A．
（3）小楊同學(xué)選擇操作正確的方式打出的紙帶進(jìn)行分析，選擇計(jì)數(shù)點(diǎn)后通過(guò)對(duì)紙帶記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和計(jì)算，得到了物體下落高度與對(duì)應(yīng)速度值，記錄在表中，小楊同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的需要，還計(jì)算出了速度的平方值填在表格中，請(qǐng)你選擇數(shù)據(jù)在答題紙中的方格紙上建立坐標(biāo)并描點(diǎn)作圖．

計(jì)數(shù)點(diǎn)	1	2	3	4	5	6	7	8
h（cm）	6.01	11.9	18.0	25.8	34.2	39.8	44.2	52.0
V（m/s）	1.08	1.52	1.86	2.23	2.57	2.77	2.92	3.18
V2（m/s2）	1.17	2.31	3.46	4.97	6.60	7.67	8.53	10.11

（4）請(qǐng)根據(jù)你所作的圖線，求出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.75m/s²（保留三位有效數(shù)字）．經(jīng)過(guò)與當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?duì)比，發(fā)現(xiàn)測(cè)量值偏小，則產(chǎn)生這種誤差的主要原因是有阻力作用，使加速度減�。�

Answer 1

分析 （1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電源；
（2）為使能在紙帶打若干個(gè)點(diǎn)，則必須紙帶穿過(guò)計(jì)時(shí)器要長(zhǎng)，從而確定操作正確的；
（3）運(yùn)用描點(diǎn)法作出圖象；
（4）根據(jù)豎直方向，只有重力做功，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，寫出關(guān)系式即可分析斜率的含義，進(jìn)而求出g，而事實(shí)上，仍存在阻力做功，從而導(dǎo)致測(cè)量值小于真實(shí)值．

解答 解：（1）根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作原理，必須使用交流電源，
因此打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能正常工作的原因是：計(jì)時(shí)器使用的直流電，
（2）從小楊同學(xué)三次開始打點(diǎn)釋放紙帶瞬間的照片，可知，B、C紙帶打點(diǎn)太少，
只有紙帶A打點(diǎn)較多，從而利用求得多個(gè)瞬時(shí)速度的值；
（3）根據(jù)表格數(shù)據(jù)，進(jìn)行描點(diǎn)作出圖象，如圖所示：

（4）根據(jù)機(jī)械能守恒定律，減小的重力勢(shì)能等于增加的動(dòng)能，則有：$\frac{1}{2}m{v}^{2}=mgh$，即v²=2gh，
因此v²-h圖象的斜率的一半等于重力加速度，則k=$\frac{10.4}{53.3}$=19.5，
解得：g=9.75m/s²；
與當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?duì)比，發(fā)現(xiàn)測(cè)量值偏小，則產(chǎn)生這種誤差的主要原因是存在阻力作用．
故答案為：（1）計(jì)時(shí)器接于直流電，應(yīng)該接于交流電；（2）A；（3）如上圖所示；（4）9.75，有阻力作用，使加速度減�。�

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，知道用圖線驗(yàn)證機(jī)械能守恒的依據(jù)，掌握紙帶的處理方法，會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度，同時(shí)知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電源，并掌握?qǐng)D象的斜率與重力加速度的關(guān)系．