Question

某同學(xué)用如圖1所示的裝置測定重力加速度：

（1）電火花計時器的工作電壓為

 

，頻率

 

．
（2）打出的紙帶如圖2所示，實(shí)驗(yàn)時紙帶的

 

端應(yīng)和重物相連接．（選填“甲”或“乙”）
（3）紙帶上1至9各點(diǎn)為計時點(diǎn)，由紙帶所示數(shù)據(jù)可算出實(shí)驗(yàn)時的加速度為

 

 m/s²．
（4）當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?shù)值為9.8m/s²，請列出測量值與當(dāng)?shù)刂亓�加速度的值有差異的一個原因

 

．
（5）實(shí)驗(yàn)測量的相對誤差為

 

．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）了解實(shí)驗(yàn)的裝置和工作原理．
（2）清楚重物的運(yùn)動過程和速度的變化，判斷計數(shù)點(diǎn)之間距離的變化從而判斷紙帶的哪一段與重物相連．
（3）若紙帶勻變速直線運(yùn)動，測得紙帶上的點(diǎn)間距，利用勻變速直線運(yùn)動的推論，可計算出打出某點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的加速度．
（4）阻力的影響是該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因．
（5）根據(jù)相對誤差的定義可求出相對誤差的大�。�

解答：解：（1）電火花計時器的工作電壓為交流220v，頻率為50Hz，打點(diǎn)周期是0.02 s．
（2）從圖上看出，從乙端往甲端，相鄰的計數(shù)點(diǎn)距離越來越大，也就說明紙帶速度越來越大．
由于重物下落速度逐漸變大，所以打點(diǎn)計時器先打出9點(diǎn)，而與重物相連的紙帶一端在實(shí)驗(yàn)時是處于下端，也就是計時器先打點(diǎn)的位置，所以紙帶的乙端與重物相連．
（3）勻變速直線運(yùn)動中連續(xù)相等時間內(nèi)的位移差為常數(shù)即△x=aT²，由此可得：sm-sn=(m-n)aT2，因此有：
a=

s6-s1

5T2

=

(3.92-2.04)×10-2m

5×(0.02s)2

=9.4m/s2
（4）當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?shù)值為9.8m/s²，大于實(shí)驗(yàn)測出的加速度，所以重物下落過程中除了重力還受到了向上的阻力，這個阻力主要是重物與紙帶受到摩擦阻力和空氣阻力．
（5）實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)值與真實(shí)數(shù)值之間的差數(shù)稱為“絕對誤差”，而“絕對誤差”與“真實(shí)數(shù)據(jù)”的比值稱為“相對誤差”，因此測量的相對誤差為：

(9.8-9.4)

9.8

×100%=4.1%
故答案為：（1）交流220V，50Hz；（2）乙；（3）9.4；（4）空氣阻力摩擦阻力；（5）4.1%．

點(diǎn)評：對于紙帶數(shù)據(jù)的處理，要注重勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用，要注意實(shí)際操作時哪些問題的存在對實(shí)驗(yàn)具有影響，從動力學(xué)角度加以分析．