Question

[1]、（11分）某學生利用“研究勻變速直線運動”的實驗裝置來測量一個質量m=50g的重錘下落時的加速度值，該學生將重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過打點計時器，實驗裝置如圖所示．
（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：

接通電源

，釋放紙帶，讓重錘自由落下，

實驗結束關閉電源

．
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，則重錘運動的加速度計算表達式為a=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

，代入數據，可得加速度a=

9.60

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，重錘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：

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

．
[2]、（7分）共點的兩個力的合成實驗中，（1）目的是驗證兩個共點力合成時遵循

平行四邊形

法則．實驗時已提供的器材有：方木板、白紙、橡皮條、細繩套（兩個）、三角板、刻度尺、圖釘（多個）還缺少的必要的器材是：

彈簧秤（兩只）、鉛筆

．（2）在互成角度二力合成的實驗中某學生有如下操作步驟，試按合理的順序將步驟序號填在下面的線上：

DBCAFE

．
A．只用一個彈簧秤，通過細繩套把橡皮條結點拉到O點，記下彈簧秤讀數F和細繩方向．
B．把橡皮條一端固定在木板上，在橡皮條另一端栓上兩根細繩套（此端交點稱為結點）．
C．用兩個彈簧秤通過兩個互成角度的細繩套拉橡皮條，使之伸長到一定長度，在白紙上記下結點位置O，同時記下兩個彈簧秤讀數F₁、F₂和兩根細繩方向．
D．把白紙釘在木板上．
E．改變F₁、F₂的大小和方向，重作兩次實驗．
F．用同一比例圖示F₁、F₂和F，作圖求出F₁和F₂合力F'，比較F和F'得出實驗結論．

Answer 1

分析：[1]、（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．
[2]、（1）明確實驗原理和實驗目的，根據需要測量的物理量可知需要哪些器材；（2）明確實驗目的，以及實驗所要測量的物理量，即可正確安排實驗步驟，注意要符合邏輯先后順序，同時便于操作，不能邏輯順序顛倒．

解答：解：[1]、（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=3a₁（2T）²①
 x₅-x₂=3a₂（2T）² ②
 x4-x1=3a3(2T)2  ③
a=

a1+a2+a3

3

     ④
聯立①②③④解得：a=

(x4+x5+x6)-(x1+x2+x3)

9(2T)2

．
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：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．
[2]、（1）做探究共點力合成的規律實驗中我們的目的是驗證力的平行四邊形定則，根據實驗目的可知具體需要的實驗器材有：方木板（固定白紙），白紙（記錄方向畫圖）、刻度尺（選標度）、繩套（彈簧秤拉橡皮條）、彈簧測力計（測力的大小）、圖釘（固定白紙）、三角板（畫平行四邊形），橡皮條（讓力產生相同的作用效果的），鉛筆（作圖）．
故答案為：平行四邊形；彈簧秤（兩只），鉛筆．
（2）實驗步驟本著先安裝設備（或者實驗器材），然后進行測量的思路進行設計，同時注意操作的先后邏輯以及簡單易行的原則，由此可知該實驗步驟為：E、D、B、F、A、C、G．
故答案為：DBCAFE．

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．