Question

实验题：
（1）读出下面图1中仪器的读数，游标卡尺读数为

 

mm，螺旋测微器读数为

 

cm．
（2）如图2所示装置，在斜面体的斜面上，一质量为1kg的物块后面固定一条通过打点计时器的纸带．先打点，然后让物块从静止开始沿斜面匀加速下滑，得到一条如图所示的纸带．O点为打点的第一个点，A、B、C、D、E、F、H是计数点，每相邻两计数点间还有4个点没有标出，OA=17.65cm、AB=11.81cm、BC=14.79cm、CD=17.80cm、DE=20.81cm、EF=23.80cm、FH=26.79cm，根据以上数据进行下列处理．
物块匀加速下滑的加速度是

 

 m/s²，物体所受的合外力是

 

 N．（结果保留三位有效数字）
（3）甲同学使用如图3所示的装置来验证“机械能守恒定律”．
①下面是操作步骤：
a．按图1安装器材；
b．松开铁夹，使重物带动纸带下落；
c．接通电火花计时器电源，使计时器开始工作；
d．进行数据处理．
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列

 

．
②备有如下器材：A．打点计时器；B．直流电源；C．交流电源；D．纸带；
E．带夹子的重物；F．秒表；G．刻度尺；H．导线；I．铁架台．
其中该实验不需要的器材是

 

（填字母代号）．?
③在实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，实验要求打点计时器在打完第一个点时释放纸带，甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带，量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm．可见其中肯定有一个学生在操作上有错误，错误操作的同学是

 

，其错误的操作是

 

．

Answer 1

分析：（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．
（2）由逐差法可求得物体的加速度，由牛顿第二定律可求得物体受到的合力；
（3）实验步骤要符合事物发展逻辑，要有利于操作和减小实验误差，在明确实验原理的情况下奔着这个原则即可正确安排实验步骤；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；对于实验中存在的重大误差，我们可以用理论知识以及具体的实验操作去判断．

解答：解：（1）游标卡尺的固定刻度读数为33mm，游标读数为0.05×2mm=0.10mm，所以最终读数为：33mm+0.10mm=33.10mm；
螺旋测微器的固定刻度读数为：6mm，可动刻度读数为：0.01×12.2mm=0.122mm，所以最终读数为：6mm+0.122mm=6.122mm=0.6122cm，由于需要估读，因此在范围0.6121～0.6123cm内都正确．
故答案为：33.10；0.6122（0.6121～0.6123）
（2）由图可知，OA段不准确，故应从A点开始计算；因每两点之间还有4个点，故两计数点间的时间间隔为T=5×0.02s=0.1s；则由逐差法可得：
a=

xDH-xAD

9T2

=3.00m/s2
由F=ma得，F=1×3.00m/s²=3.00N；
故答案为：3.00；3.00．
（3）①在明确实验原理的前提下，先安装实验器材，然后再进行实验，故具体步骤为：a、c、b、d．
故答案为：acbd．  
②在实验中打点计时器使用的是交流电源，纸带上相邻两计时点的时间间隔已知，所以不需要秒表，故不需要的器材为BF．
故答案为：BF．  
③打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度h=

1

2

gt2≈2 mm．所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm．
量出各纸带上第一、二两点间的距离分别为0.48cm，0.19cm和0.18cm，可以看出甲人在操作上误差较大．
具体原因就是先释放纸带后接电源，打点一个点时已经有了速度．
故答案为：甲，先松开铁夹使重物下落后接通电火花计时器电源．

点评：本题考查了多个力学实验的基础知识以及实验仪器的使用，对于实验问题一定要明确实验原理以及具体的操作，正确利用基本物理规律来解决实验问题．