题目内容
【题目】甲图是英国数学家和物理学家阿特伍德(G·Atwood 1746-1807)创制的一种著名力学实验装置—阿特伍德机,用来研究竖直方向上做匀变速直线运动物体的超失重规律。某同学对该装置加以改进后还可以用来测量一个物体的质量,如图乙所示。
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片,B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出_______(填“A的上表面”“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h;
②在B的下端挂上质量为m(未知)的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为t;
③测出挡光片的宽度d,利用有关物理量,就可以计算出物块C的质量m。
(2)已知当地重力加速度为g,则物块C的质量m可表达为_______(用M、h、d、t、g表示)。
【答案】挡光片中心
【解析】
(1)①[1]要计算系统重力势能的变化量,需要测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离。
(2)[2]对系统,设加速度大小为,由牛顿第二定律可得
又
而
联立解得
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【题目】实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。
⑴实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式,其中L表示摆长,T表示周期。对于此式的理解,四位同学说出了自己的观点:
同学甲:T一定时,g与L成正比
同学乙:L一定时,g与T2成反比
同学丙:L变化时,T2是不变的
同学丁:L变化时,L与T2的比值是定值
其中观点正确的是同学 (选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)。
⑵实验室有如下器材可供选用:
A.长约1 m的细线 |
B.长约1 m的橡皮绳 |
C.直径约2 cm的均匀铁球 |
D.直径约5cm的均匀木球 |
E.秒表
F.时钟
G.最小刻度为毫米的米尺
实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺,他们还需要从上述器材中选择: ___________(填写器材前面的字母)。
⑶他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,将其上端固定,下端自由下垂(如图所示)。用刻度尺测量悬点到 之间的距离记为单摆的摆长L。
⑷在小球平稳摆动后,他们记录小球完成n次全振动的总时间t,则单摆的周期T= 。
⑸如果实验得到的结果是g=10.29m/s2,比当地的重力加速度值大,分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果,并写出其中一种:________________________________