题目内容

【题目】某同学利用如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下:

用米尺量出重锤1底端距地面的高度H

在重锤1上加上质量为m的小钩码;

左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;

重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t

请回答下列问题:

1)步骤可以减小对下落时间t测量的_________(选填偶然系统)误差。

2)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现提供一些橡皮泥用于减小该误差,可以怎么做_______

3)使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为. 用实验中的测量量和已知量表示g,得g=_______________________

【答案】偶然 可以在重锤1上粘上橡皮泥,调整橡皮泥的质量,直至轻拉重锤1时,能观察到重锤匀速下落,这时即可平衡摩擦力

【解析】

(1)区别系统误差和偶然误差;

(2)改变重锤本身的质量平衡滑轮的摩擦力;

(3)根据牛顿第二定律求解重力加速度。

(1)[1]在数据的测量过程中会由于人为的原因造成偶然误差,多次测量可以减小测量的偶然误差;

(2)[2]滑轮的摩擦阻力会引起实验误差,可以通过在重锤上粘橡皮泥改变重锤的质量,使重锤能够匀速下滑,这样就实现了平衡摩擦力;

(3)[3]使用橡皮泥改进实验后,重新进行实验测量,橡皮泥的质量为,对系统应用牛顿第二定律:

根据运动学公式:

解得:

将摩擦力值和加速度值代入牛顿第二定律方程中解得:

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