Question

實驗題：
（1）讀出下面圖1中儀器的讀數，游標卡尺讀數為

 

mm，螺旋測微器讀數為

 

cm．
（2）如圖2所示裝置，在斜面體的斜面上，一質量為1kg的物塊后面固定一條通過打點計時器的紙帶．先打點，然后讓物塊從靜止開始沿斜面勻加速下滑，得到一條如圖所示的紙帶．O點為打點的第一個點，A、B、C、D、E、F、H是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個點沒有標出，OA=17.65cm、AB=11.81cm、BC=14.79cm、CD=17.80cm、DE=20.81cm、EF=23.80cm、FH=26.79cm，根據以上數據進行下列處理．
物塊勻加速下滑的加速度是

 

 m/s²，物體所受的合外力是

 

 N．（結果保留三位有效數字）
（3）甲同學使用如圖3所示的裝置來驗證“機械能守恒定律”．
①下面是操作步驟：
a．按圖1安裝器材；
b．松開鐵夾，使重物帶動紙帶下落；
c．接通電火花計時器電源，使計時器開始工作；
d．進行數據處理．
把上述必要的操作步驟按正確的順序排列

 

．
②備有如下器材：A．打點計時器；B．直流電源；C．交流電源；D．紙帶；
E．帶夾子的重物；F．秒表；G．刻度尺；H．導線；I．鐵架臺．
其中該實驗不需要的器材是

 

（填字母代號）．?
③在實驗中，打點計時器所用電源頻率為50Hz，實驗要求打點計時器在打完第一個點時釋放紙帶，甲、乙、丙三個學生分別用同一裝置各打出一條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點間的距離分別為0.48cm，0.19cm和0.18cm．可見其中肯定有一個學生在操作上有錯誤，錯誤操作的同學是

 

，其錯誤的操作是

 

．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數，在讀可動刻度讀數時需估讀．
（2）由逐差法可求得物體的加速度，由牛頓第二定律可求得物體受到的合力；
（3）實驗步驟要符合事物發展邏輯，要有利于操作和減小實驗誤差，在明確實驗原理的情況下奔著這個原則即可正確安排實驗步驟；解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項；對于實驗中存在的重大誤差，我們可以用理論知識以及具體的實驗操作去判斷．

解答：解：（1）游標卡尺的固定刻度讀數為33mm，游標讀數為0.05×2mm=0.10mm，所以最終讀數為：33mm+0.10mm=33.10mm；
螺旋測微器的固定刻度讀數為：6mm，可動刻度讀數為：0.01×12.2mm=0.122mm，所以最終讀數為：6mm+0.122mm=6.122mm=0.6122cm，由于需要估讀，因此在范圍0.6121～0.6123cm內都正確．
故答案為：33.10；0.6122（0.6121～0.6123）
（2）由圖可知，OA段不準確，故應從A點開始計算；因每兩點之間還有4個點，故兩計數點間的時間間隔為T=5×0.02s=0.1s；則由逐差法可得：
a=

xDH-xAD

9T2

=3.00m/s2
由F=ma得，F=1×3.00m/s²=3.00N；
故答案為：3.00；3.00．
（3）①在明確實驗原理的前提下，先安裝實驗器材，然后再進行實驗，故具體步驟為：a、c、b、d．
故答案為：acbd．  
②在實驗中打點計時器使用的是交流電源，紙帶上相鄰兩計時點的時間間隔已知，所以不需要秒表，故不需要的器材為BF．
故答案為：BF．  
③打點計時器的打點頻率為50 Hz，打點周期為0.02 s，重物開始下落后，在第一個打點周期內重物下落的高度h=

1

2

gt2≈2 mm．所以所選的紙帶最初兩點間的距離接近2 mm．
量出各紙帶上第一、二兩點間的距離分別為0.48cm，0.19cm和0.18cm，可以看出甲人在操作上誤差較大．
具體原因就是先釋放紙帶后接電源，打點一個點時已經有了速度．
故答案為：甲，先松開鐵夾使重物下落后接通電火花計時器電源．

點評：本題考查了多個力學實驗的基礎知識以及實驗儀器的使用，對于實驗問題一定要明確實驗原理以及具體的操作，正確利用基本物理規律來解決實驗問題．