题目内容

6.在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确操作插好了4枚大头针,画出完整的光路图,由于没有量角器,他以入射点O点为圆心画圆交入射光线于A点,交折射光线于B点,过A点画法线的垂线与法线交于C点,过B点画法线的垂线与法线交于D点,如图所示,若各线段的长度可以用$\overline{AC}$、$\overline{CD}$、$\overline{BD}$、$\overline{DO}$表示,则玻璃的折射率可表示为$\frac{\overline{AC}}{\overline{BD}}$.

分析 用插针法测定玻璃砖折射率的实验原理是折射定律n=$\frac{sini}{sinr}$,根据数学知识求出入射角与折射角的正弦值,再根据折射定律求解折射率

解答 解:设光线的入射角为i,折射角为r,根据数学知识得:
sini=$\frac{\overline{AC}}{\overline{AO}}$
sinr=$\frac{\overline{BD}}{\overline{BO}}$
结合 $\overline{AO}$=$\overline{BO}$得玻璃的折射率为:
n=$\frac{sini}{sinr}$=$\frac{\overline{AC}}{\overline{BD}}$
故答案为:$\frac{\overline{AC}}{\overline{BD}}$

点评 对于实验题关键是懂得实验原理.本题实验原理是折射定律.求折射率的方法是单位圆法,要学会运用.

练习册系列答案
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11.在暗室中用图1示装置做验证机械能守恒定律的实验.实验器材有:铁架台、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盘、带荧光刻度的毫米刻度尺、频闪仪.
实验步骤如下:
①在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴的落下.
②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮.由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴.
③用竖直放置的毫米刻度尺测得各个水滴所对应的刻度.
④处理实验数据.
(1)实验中第一次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时,频闪仪的闪光频率f1与水滴滴落的频率f2的关系为:f1=f2
(2)实验中第一次观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz,此时水滴的质量为2g,某同学读出水滴到第一个水滴O的距离如图2所示.根据数据测得水滴C此时的速度vC为2.27 m/s,若此水滴的质量为2g,水滴C下落到此位置,增加的动能为5.15×10-3J,减少的重力势能为5.17×10-3J.(重力加速度取9.80m/s2,结果都保留三位有效数字).

(3)上题中,减少的重力势能△EP稍大于增加的动能△Ek,某研究小组认为,可调节水滴的大小,当第二次观察到空中有一串仿佛固定不动的水滴时,重复第(2)题的研究过程,误差会大大减小,你认为为种方法正确吗?简要说明理由.
16.小明同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律.A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为M的重物B相连.保持A、B静止,测出A的挡光片下端到光电门的距离h,然后将质量为m的小物体放在A上(图中没有画出),A下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度.将其视为A下落h(h>>b)时的速度,重力加速度为g.
(1)在A从静止开始下落h的过程中,验证以A、B、m、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为mgh=$\frac{{b}^{2}}{2{t}^{2}}(2M+m)$(用题目所给物理量的符号表示);
(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度v间存在一个差值,因而系统减少的重力势能小于系统增加的动能(选填“大于”或“小于”);
(3)利用此装置还可以测得当地的重力加速度.具体的做法为:改变m的大小,A下落的加速度也将跟着变化.A下落的加速度用b、t、h表示的表达式为a=$\frac{{b}^{2}}{2h{t}^{2}}$.经过几次重复实验,得到多组a、m数据,画出$\frac{1}{a}$-$\frac{1}{m}$的图象如图乙所示,已知图中直线的斜率为k,纵轴截距为b,可求出当地的重力加速度g=$\frac{1}{b}$,并可求出A、B的质量M=$\frac{k}{2b}$.(用k和b表示)

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