Question

9．圖中甲、乙兩圖都是使用電磁打點計時器測量重力加速度g的裝置示意圖，已知該打點計時器的打點頻率為50Hz．

（1）兩圖相比較，哪個圖所示的裝置更合理？甲．
（2）丙圖是采用較合理的裝置并按正確的實驗步驟進行實驗打出的一條紙帶，其中O為打出的第一個點，標為1，后面依次打下的一系列點跡分別標為2、3、4、5…經(jīng)測量，第15至第17點間的距離為11.76cm，第1至第16點間距離為44.14cm，則打下第16個點時，測出的重力加速度值為g=9.79m/s²．（要求保留三位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）因為用夾子固定紙帶，可以避免乙圖中用手握住紙帶的弊端，一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點跡被拖長或位置不能確定；另一方面，用夾子固定紙帶，便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，以避免紙帶與打點計時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦．
（2）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第16個點時的瞬時速度，根據(jù)速度位移公式求出重力加速度的值．

解答 解：（1）因為用夾子固定紙帶，可以避免乙圖中用手握住紙帶的弊端，一方面，由于手的抖動會造成紙帶上的第一個點跡被拖長或位置不能確定；另一方面，用夾子固定紙帶，便于將紙帶調(diào)整為豎直方向，以避免紙帶與打點計時器限位孔之間產(chǎn)生過大的摩擦．甲、乙兩圖相比較，甲圖所示的裝置較好．
（2）打下第16個點時，重物下落的速度大小為：v=$\frac{x}{2T}=\frac{11.76×1{0}^{-2}}{0.04}$m/s=2.94m/s，則重力加速度g=$\frac{{v}^{2}}{2h}=\frac{2.9{4}^{2}}{2×0.4414}=9.79m/{s}^{2}$．
故答案為：（1）甲，（2）9.79．

點評 本題主要考查學生應用紙帶法求速度和運動學公式求加速度的能力，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，關鍵是勻變速直線運動重要推論的運用．