Question

3．利用圖1中所示的裝置，做“測定當地重力加速度”的實驗

（1）實驗室提供了以下器材：鐵架臺、電磁打點計時器、重物、紙帶、夾子、刻度尺、導線、秒表、交流電源、復寫紙、彈簧測力計．在本實驗中不需要的兩項器材是秒表 和彈簧測力計．
（2）已知每條紙帶上每5個點取一個計數點，即兩計數點之間的時間間隔為0.1s，依打點先后編為0，1，2，3，4，…，由于不小心，紙帶都被撕斷了，如圖2所示，根據給出的A、B、C、D四段紙帶回答：
①在B、C、D三段紙帶中選出紙帶A上撕下的那段應該是C（填正確答案標號）．
②紙帶A上，打點1時重物的速度是3.47m/s（結果保留三位有效數字）．
③當地的重力加速度大小是9.00m/s²（結果保留三位有效數字）．

Answer 1

分析 根據實驗目的明確實驗步驟和所要測量的物理量，即可知道實驗所需要的實驗器材；
根據連續相等時間內的位移之差是一恒量求出加速度，以及4、5兩點間的距離，確定撕下的紙帶，根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點1的瞬時速度．

解答 解：（1）在本實驗中不需要測量力的大小，因此不需要彈簧測力計．
故答案為：秒表、彈簧測力計；
（2）①因為該實驗是測定重力加速度，因此紙帶做的是勻變速直線運動，所以△x恒定，
△x=x₁₂-x₀₁=39.2cm-30.2cm=9cm
x₃₄=x₁₂+2△x=39.2cm+2×9cm=57.2cm，故應該是C段．
②因為是勻變速直線運動，根據中間時刻的瞬時速度等于平均速度有${v_1}=\frac{{{x_1}+{x_2}}}{2T}=\frac{{（30.2+39.2）×{{10}^{-2}}}}{0.2}=3.47m/s$
③由a=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{T}^{2}}$可得：a=$\frac{57.2-30.2}{3×0．{1}^{2}}×1{0}^{-2}$m/s²=9.00m/s²；
故答案為：（1）秒表，彈簧測力計；（2）①C；②3.47；③9.00；

點評 要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用；
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和加速度，關鍵是勻變速直線運動推論的運用．