Question

（1）某同学用如图所示的装置测定重力加速度：
①电火花计时器的工作电压为______，频率______．
②打出的纸带如图所示，实验时纸带的______端应和重物相连接．（选填“甲”或“乙”）
③实验中在纸带上连续打出点1、2、3、…、9，如1图所示，由纸带所示数据可算出实验时的加速度为______m/s²．
（2）某实验小组采用如图3所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50Hz．
①实验中木板略微倾斜，这样做______；
A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑
B．是为了增大小车下滑的加速度
C．可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功
D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动
②实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条…，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，…；橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出．根据第四次的纸带（如图4所示）求得小车获得的速度为______ m/s．
③若根据多次测量数据画出的W-v草图如图5所示，根据图线形状，可知对W与v的关系作出的猜想肯定不正确的是______．
A．W∝  B．W∝   C．W∝v²  D．W∝v³
④如果W∝v2的猜想是正确的，则画出的W-v2图象应是______；
⑤在本实验中你认为影响实验效果的可能原因是______．（只要回答出一种原因即可）

Answer 1

【答案】分析：（1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；若物体带动纸带做匀变速直线运动，利用匀变速直线运动的推论△x=aT²，可计算出打出某点时纸带运动的加速度．
（2）①明确实验原理以及实验目的即可知了解具体的实验操作；②纸带上点距均匀时，表示小车已经做匀速直线运动，据此可求出小车做匀速运动时的速度大小，即为最终小车获得的速度大小；③根据图象特点，利用数学知识可正确得出结论；④如果W∝v²的猜想是正确的，则W与v²成正比例关系；⑤根据实验原理和具体的实验操作，正确分析实验误差．
解答：解：①根据电火花打点计时器的构造和工作原理可知，其工作电源为交流220V，频率为50Hz．
故答案为：交流220 V，50 Hz．
②从纸带上可以发现从左端到右端，相邻的计数点的距离越来越小，也就是说明速度越来越小，与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的乙端端通过夹子和重物相连接．
故答案为：乙端．
③根据运动学公式得：△x=aT²，有：
，将x₇₈=2.04cm，x₂₃=3.92cm，T=0.02s，带入解得：g=9.4m/s²．
故答案为：9.4．
（2）①A、该实验中要使橡皮筋对小车所做功为合外力的功，应当进行平衡摩擦力的操作，所以要求斜面倾斜，释放小车后小车能够匀速下滑，故A错误；
B、斜面倾斜是为了平衡摩擦力，不是为了使小车加速下滑，故B错误；
C、使斜面倾斜后平衡摩擦力，这样操作可以使橡皮筋松弛后，小车能做匀速运动，从而根据纸带求出小车匀速时的速度大小（即加速运动的最大速度），故C正确；
D、根据C选项的论述可知D正确．
故选：CD．
②由纸带后半部分两点间距离相同，可知小车开始做匀速运动，可求得：
v===2 m/s
故答案为：2．
③根据图象结合数学知识可知，该图象形式和y=xⁿ（n=2，3，4）形式，故AB错误，CD正确．
本题选不正确的，故选AB．
④如果W∝v²的猜想是正确的，则W与v²成正比例关系，即图象应该为过原点的倾斜直线．
故答案为：过原点的一条直线．
⑤根据该实验采用方法以及所测量的数据可知，造成误差的原因可能有：每条橡皮筋做的功不会完全相同；在纸带的测量中会有误差；摩擦阻力的平衡不可以完全理想化；交流电的频率不稳定也可能造成误差．
故答案为：每条橡皮筋做的功不会完全相同；在纸带的测量中会有误差；摩擦阻力的平衡不可以完全理想化；交流电的频率不稳定也可能造成误差．
点评：（1）要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒，纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留．
（2）明确了该实验的实验原理以及实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理；数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查应用数学知识解决物理问题的好题．