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(lái)測(cè)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(guò)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(guò)程，請(qǐng)?zhí)顚懫渲械目瞻撞糠郑?br />①實(shí)驗(yàn)操作：

 

；
②取下紙帶，取其中的一段標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖10（b）所示，測(cè)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)間隔T=0.02s，則木塊運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為a=

 

，代入數(shù)據(jù)，可得加速度a=

 

m/s²（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)際的重力加速度小，為了有效地縮小這個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)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：

 

．

Answer 1

分析：（1）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；②根據(jù)逐差法可以求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小；
（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(guò)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）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．
故答案為：接通電源； 實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源．
②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²，有：
x₆-x₃=3a₁T²     ①
x₅-x₂=3a₂T²      ②
x₄-x₁=3a₃T²       ③
a=

a1+a2+a3

3

④
聯(lián)立①②③④解得：a=

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

36T2

．
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(guò)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)量的重錘或者實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓鉤碼下落時(shí)紙帶盡量減小摩擦．
故答案為：（1）①接通電源，釋放紙帶，讓鉤碼自由落下．實(shí)驗(yàn)結(jié)束關(guān)閉電源；
②

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

36T2

；9.60
（2）將鉤碼換成較大質(zhì)量的重錘或者實(shí)驗(yàn)過(guò)程中讓鉤碼下落時(shí)紙帶盡量減小摩擦

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(wèn)題的能力．