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=____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:
①________________________________________;
②________________________________________.
(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.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,用此法__________(选填“能”或“不能”)消除Δt对本实验的影响.请利用本小题提供的物理量求得重力加速度的表达式:g=_______________________.
【答案】 BD 9.4 增加小球下落的高度_ 多次重复实验,结果取平均值 能
【解析】试题分析:(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,故A错误;小球沿竖直方向自由下落,因此要使小球能够撞击M,M调整到电磁铁的正下方,故B正确;球的正下方到M的竖直距离作为小球下落的高度,并不是电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度,故C错误;手动敲击M的同时小球开始下落,因此此时应该计时,故D正确.故选BD.
(2)一个小球下落的时间为:
根据自由落体运动规律h=gt2可得:
(3)通过多次测量取平均值可以减小误差,同时该实验的误差主要来自小球下落过程中空气阻力的影响,因此选择密度更大的实心金属球,或者多次重复实验,结果取平均值.
(4)由自由落体运动的规律可得: , ,
联立方程可解得: ,因此可以消去△t对实验结果的影响