题目内容
【题目】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_________.
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 =1.980 m,10 个小球下落的总时间T =6.5 s.可求出重力加速度g =______
(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Δt 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Δt,这导致实验误差较大。 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Δt 对实验结果的影响? 请推导说明.
【答案】(1)BD (2)9.4 (3)增加小球下落的高度;多次重复实验,结果取平均值.(其他答案只要合理也可) (4)可以消除Δt对实验结果的影响,推导过程见解析.
【解析】试题分析:(1)因为电磁铁的作用是利用其磁效应来吸住铁球的,电路的通断是靠敲击或小球撞击M来实现的,则电源用直流电也可以,故A项错误;为了能让小球准确敲击到M,则实验前应将M调整到电磁铁的正下方以便能及时断电,故B项正确;为了考虑实验的精确性,测量小球下落的高度时应用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离再减去小球的直径,故C项错误;从第一个小球开始下落时刻开始计时,即手动敲击M的时,故D项正确。本题答案选BD。
(2)设每个小球下落时间为t,则,由自由落体运动的位移公式得,注意结果保留两位有效数值。
(3)要想减少误差,可以增加小球下落的高度,以延长下落的时间,从而减小测量下落时间而造成的误差;还可以多次试验,取平均值,以减少偶然误差等。
(4)由和可得,因此可以消去的影响。