Question

某學生利用“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置來測量一個質量m=50g的鉤碼下落時的加速度值，該學生將鉤碼固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點計時器，實驗裝置如圖（a）所示．

（1）以下是該同學正確的實驗操作和計算過程，請填寫其中的空白部分：
①實驗操作：______；
②取下紙帶，取其中的一段標出計數點如圖10（b）所示，測出相鄰計數點間的距離分別為S₁=2.60cm，S₂=4.14cm，S₃=5.69cm，S₄=7.22cm，S₅=8.75cm，S₆=10.29cm，已知打點計時器的打點間隔T=0.02s，則木塊運動的加速度計算表達式為a=______，代入數據，可得加速度a=______m/s²（計算結果保留三位有效數字）．
（2）該同學從實驗結果發現，鉤碼下落時的加速度比實際的重力加速度小，為了有效地縮小這個實驗測得的加速度與實際的重力加速度之差，請你提出一個有效的改進方法：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①實驗中安裝、調整好器材，穿好紙帶，在打點之前，應先接通電源，后松開紙帶；②根據逐差法可以求出物體運動的加速度大小；
（2）根據實驗原理可知，造成該實驗誤差的主要原因是物體下落過程中存在摩擦阻力，因此從減小摩擦阻力的角度進行實驗的改正．
解答：解：（1）①實驗中安裝、調整好器材，穿好紙帶，在打點之前，應先接通電源，后松開紙帶，實驗結束關閉電源整理器材．
故答案為：接通電源； 實驗結束關閉電源．
②根據勻變速直線運動的推論△x=aT²，有：
x₆-x₃=3a₁T²     ①
x₅-x₂=3a₂T²      ②
x₄-x₁=3a₃T²       ③
a= ④
聯立①②③④解得：a=．
帶入數據解得a=9.60m/s²．
（2）根據實驗原理可知，造成該實驗誤差的主要原因是物體下落過程中存在摩擦阻力，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：將鉤碼換成較大質量的重錘或者實驗過程中讓鉤碼下落時紙帶盡量減小摩擦．
故答案為：（1）①接通電源，釋放紙帶，讓鉤碼自由落下．實驗結束關閉電源；
②；9.60
（2）將鉤碼換成較大質量的重錘或者實驗過程中讓鉤碼下落時紙帶盡量減小摩擦
點評：明確實驗原理，對于基礎實驗要親自動手進行實際操作，同時加強利用基本物理規律解決實驗問題的能力．