Question

7．某同學(xué)想測出宜賓本地的重力加速度g．為了減小誤差，他設(shè)計了一個實驗如下：將一根長直鋁棒用細(xì)線懸掛在空中（如圖甲所示），在靠近鋁棒下端的一側(cè)固定電動機M，使電動機轉(zhuǎn)軸處于豎直方向，在轉(zhuǎn)軸上水平固定一支特制筆N，借助轉(zhuǎn)動時的現(xiàn)象，將墨汁甩出形成一條細(xì)線．調(diào)整筆的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨線．啟動電動機待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，用火燒斷懸線，讓鋁棒自由下落，筆在鋁棒上相應(yīng)位置留下墨線．
圖乙是實驗時在鋁棒上所留下的墨線，將某條合適的墨線A作為起始線，此后每隔4條墨線取一條計數(shù)墨線，分別記作B、C、D、E．將最小刻度為毫米的刻度尺的零刻度線對準(zhǔn)A，此時B、C、D、E對應(yīng)的刻度依次為14.68cm，39.15cm，73.41cm，117.46cm．
已知電動機每分鐘轉(zhuǎn)動3000轉(zhuǎn)．求：
（1）相鄰的兩條計數(shù)墨線對應(yīng)的時間間隔為0.1 s；
（2）由實驗測得宜賓本地的重力加速度為9.79m/s² （結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；
（3）本實驗中主要系統(tǒng)誤差是摩擦阻力，主要偶然誤差是讀數(shù)誤差（各寫出一條即可）

Answer 1

分析 根據(jù)轉(zhuǎn)速求出轉(zhuǎn)動的周期，從而得出相鄰的兩條計數(shù)墨線對應(yīng)的時間間隔；
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��；
根據(jù)實驗的實際情況分析可能出現(xiàn)的誤差．

解答 解：（1）電動機的轉(zhuǎn)速為3000 r/min=50r/s，可知相鄰兩條墨線的時間間隔為0.02s，
每隔4條墨線取一條計數(shù)墨線，則相鄰的兩條計數(shù)墨線對應(yīng)的時間間隔為：0.02s×5=0.1s；
（2）x_BC=39.15-14.68cm=24.47cm，x_CD=73.41-39.15cm=34.26cm，x_DE=117.46-73.41cm=44.05cm，
可知連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差△x=9.79cm，根據(jù)△x=gT²得，
g=$\frac{△x}{{T}^{2}}$=$\frac{0.0979}{0．{1}^{2}}$=9.79m/s²．
（3）本實驗棒在下落的過程中會受到空氣的阻力等阻力的影響，所以主要系統(tǒng)誤差是空氣阻力，主要偶然誤差是讀數(shù)誤差．
故答案為：（1）0.1； （2）9.77-9.81 m/s²； （3）摩擦阻力，讀數(shù)誤差．

點評 本題中筆在鋁棒上相應(yīng)位置留下墨線和打點計時器的原理相同，處理的方法和紙帶的處理方法相同，會通過連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量求解重力加速度．