题目内容

利用自由落体运动可测量重力加速度．有两组同学分别利用下面甲、乙两种实验装置进行了实验，其中乙图中的M为可恢复簧片，M与触头接触，开始实验时需要手动敲击M断开电路，使电磁铁失去磁性释放第一个小球，当前一个小球撞击M时后一个小球被释放．
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①下列说法正确的有
 

A．两种实验都必须使用交流电源
B．甲实验利用的是公式△x=gT2；乙实验利用的是公式h=
12
gt2，所以都需要用秒表测量时间，用直尺测量距离
C．甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时
D．这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律
②图丙是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，可以计算出重力加速度g=
 
m/s2（结果保留两位有效数字）．
③用乙实验装置做实验，测得小球下落的高度H=1.200m，10个小球下落的总时间t=5.0s．可求出重力加速度g=
 
m/s2（结果保留两位有效数字）．
分析：（1）首先要明确电路结构、实验原理即可正确解答．
（2）利用的是公式△x=gT2计算重力加速度．
（3）根据自由落体运动规律h=
1
2
gt2可以求出重力加速度大小．
解答：解：①A、乙方案的电源目的使线圈产生磁性，因此使用的是直流电源，故A错误．
B、甲实验中打出的纸带上的点之间的时间不需要秒表测量，故B错误．
C、甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时，故C正确；
D、这两个实验装置都是自由落体运动，只有重力做功，故均可以用来验证机械能守恒定律，故D正确．
故答案为：CD．
②自由落体运动是匀变速运动，故根据△x=gT2得g=
△x
t2
=
0.2323-0.1920-0.1920+0.1555
0.022
m/s2=9.5m/s2．
③一个小球下落的时间为：t=
t总
n
=
5.0
10
=0.5s
根据自由落体运动规律h=
1
2
gt2可得：g=
2h
t2
=
2×1.2
0．52
=9.6m/s2
故答案为：①CD；②9.5； ③9.6．
点评：对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题．
练习册系列答案
相关题目
（2013?江苏）某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示． 倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球． 手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球． 当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落…．这样，就可测出多个小球下落的总时间．
（1）在实验中，下列做法正确的有
BD
BD
．
A．电路中的电源只能选用交流电源
B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方
C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度
D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时
（2）实验测得小球下落的高度H=1.980m，10个小球下落的总时间T=6.5s．可求出重力加速度g=
9.4
9.4
m/s2．（结果保留两位有效数字）
（3）在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法．
（4）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间△t磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差△t，这导致实验误差．为此，他分别取高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间T1和T2． 他是否可以利用这两组数据消除△t对实验结果的影响？请推导说明．
（1）选用天平、秒表和石块等器材，利用自由落体运动规律，可估测井口到水面的深度．若当地的重力加速度为g，则：①需要测量的物理量是
B
B
（选填：A．石块质量m   B．石块由井口下落至水面的时间t）；②可求得水井深度H=
1
2
gt2
1
2
gt2
．
（2）如下图所示，为“探究物体质量一定时，加速度与物体受力的关系”的实验装置示意图．①把长木板不带滑轮的一端垫高，其目的是
A
A
；（选填：A．平衡摩擦力   B．使得小车运动得更快一些）
②电磁打点计时器应接
B
B
；（选填：A．低压直流电源   B．低压交流电源）
③如下图所示，纸带记录的是某次实验过程中小车的运动情况，由刻度尺所测数据分析可知，小车
A
A
．
（选填：A．匀速直线运动    B．变速直线运动）
（1）光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其面板结构如图1甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收的装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可显示物体的挡光时间，现用图乙所示装置做“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”的实验，图1乙中1为小钢球，2和3是固定在铁架台适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，让小钢球从两个光电门正上方某高度处自由落下，光电门2和3各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-2s和2.0×10-2s用游标卡尺测量小钢球的直径d，此时卡尺游标部分如图丙所示．
①读出小球的直径d=
5.015
5.015
cm．
②小钢球通过光电门2中心的速度v1=
1.0
1.0
m/s，小钢球通过光电门3中心的速度v2=
2.5
2.5
m/s．（保留两位有效数字）
③为子验证机械能守恒定律，除了计算小钢球通过光电门的速度外，还需要用工具直接测量的物理量有
C
C
（选填下列选项）
A．小钢球的质量  B．重力加速度  C．光电门2中心到3中心的高度  D．小钢球通过光电门2中心到3中心的时间

（2）现要求用下列提供的器材测量一节干电池的电动势E．干电池（电动势约为1.5V，内阻末知）电流表（量程为30mA，内阻约为10Ω）阻值为30Ω和40Ω的定值电阻各一个开关S1、S2，导线若干
①根据所给器材，在图2的两个电路原理图中，应选择图
甲
甲
．（填“甲”或“乙”）
②在所选择的电路中原理图中，R1应选择阻值为
40
40
Ω的定值电阻．
③若在用所选择的电路原理图测量中，闭合开关S1、S2时，电流表的读数如图2丙所示，闭合开关S1、断开S2时，电流表的读数如图2丁所示，则待测干电池的电动势E=
1.44
1.44
V（保留三位有效数字）．

（1）（6分）利用自由落体运动可测量重力加速度。有两组同学分别利用下面甲、乙两种实验装置进行了实验，其中乙图中的M为可恢复簧片，M与触头接触，开始实验时需要手动敲击M断开电路，使电磁铁失去磁性释放第一个小球，当前一个小球撞击M时后一个小球被释放。

①下列说法正确的有__________

A．两种实验都必须使用交流电源

B．甲实验利用的是公式△x=gT2；乙实验利用的是公式h=gt2，所以都需要用秒表测量时间，用直尺测量距离

C．甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时

D．这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律

②右图是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02 s打一次点，可以计算出重力加速度g=__________m/s2（结果保留两位有效数字）。

③用乙实验装置做实验，测得小球下落的高度H=1.200m，10个小球下落的总时间t=5.0s。 可求出重力加速度g=_______m/s2（结果保留两位有效数字）。

 

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