题目内容

某同学利用如图所示的实验装置探究测量重力加速度大小.
(1)该同学开始实验时情形如图1所示,接通电源释放纸带.请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
①______;②______.
(2)该同学经修改错误并正确操作后得到如图2所示的纸带,取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点,测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5.若打点的频率为f,则打E点时重物的速度表达式vE=______;该同学先分别计算出各计数点的速度值,并试画出速度的二次方(v2)与对应重物下落的距离(h)的关系如图3所示,则重力加速度g=______m/s2.

【答案】分析:(1)本题考查了打点计时器的具体应用,熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题.
(2)匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.可以通过求DF段的平均速度表示E点的瞬时速度.根据mgh=mv2-mv2,v2=2gh+v2,结合图象求出重力加速度.
解答:解:(1)打点计时器接了直流电;重物离打点计时器太远.
(2)匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度.所以vE==
根据mgh=mv2-mv2,得v2=2gh+v2,知图线的斜率表示2g,
所以2g=18.8,则g=9.4m/s2.
故答案为:(1)①打点计时器接了直流电;②重物离打点计时器太远.
(2)f,9.4
点评:了解实验的装置和工作原理.
对于纸带的问题,我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律,会通过图象求解重力加速度.
练习册系列答案
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(1)在“用单摆测重力加速度”的实验中,
①某同学的操作步骤为:
a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上
b.用米尺量得细线长度l
c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=
t
n

e.用公式g=
4π2l
T2
计算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比
 
(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
②已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T′=T0[1+asin2(
θ
2
)],式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数.为了用图象法验证该关系式,需要测量的物理量有
 
;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图象中的横轴表示
 
.
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(2)某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
①若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=
 
(用H、h表示).
②该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:
h(10-1m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
s2(10-1m2) 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
请在坐标纸上作出s2-h关系图.
③对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率
 
(填“小于”或“大于”)理论值.
④从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是
 
.

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