题目内容
【题目】(7分)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度的实验装置如图所示。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)实验测得小球下落高度H=1.980 m,10个小球下落的总时间T=6.5 s,则重力加速度g=_______m/s2(结果保留两位有效数字)。
(3)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。为此,他分别取下落高度H1和H2,测量n个小球下落的总时间T1和T2,用此法_________(填“能”或“不能”)消除Δt的影响。重力加速度的表达式g=________________。
【答案】(1)BD(2分) (2)9.4(2分) (3)能(1分) (2分)
【解析】(1)M与触头接触期间,电磁铁应保持磁性存在,故电源用直流电源和交流电源均可,A错误;小球沿竖直方向自由下落,要使小球能够撞击M,M应调整到电磁铁的正下方,B正确;球的正下方到M的竖直距离为小球下落的高度,并不是电磁铁下端到M的竖直距离,C错误;手动敲击M的同时小球开始下落,应从此时开始计时,D正确。
(2)一个小球下落的时间,根据自由落体运动的规律,可得重力加速度 。
(3)由自由落体运动的规律有,,联立可得 ,能消除Δt的影响。
【题目】橡皮筋也像弹簧一样,在弹性限度内伸长量x与弹力F成正比,即F=kx,k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关,理论与实际都表明,其中Y是一个由材料决定的常数,材料力学上称之为杨氏模量。
(1)在国际单位中,杨氏模量Y的单位应该是______.
A. N B. m C. N/m D. Pa
(2)在一段横截面积是圆形的橡皮筋,应用如图(甲)所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值,首先利用毫米刻度尺测得橡皮筋的长度L=20.00cm,利用螺旋测微器测得橡皮筋未受到拉力时的直径D=4.000mm;
(3)用如图(甲)所示的装置就可以测出这种橡皮筋的Y值,下面的表格是橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录。处理数据时,在图(乙)中作出F-x的图像,由图像可求得该橡皮筋的劲度系数k=______N/m。(保留两位有效数字)
拉力F(N) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
伸长量x(cm) | 1.6 | 3.2 | 4.8 | 6.4 | 8 |
(4)这种橡皮筋的杨氏模量Y=______。(保留一位有效数字)