题目内容

精英家教网如图所示为测量重力加速度的实验装置．装置包括：固定在水平底板上带有刻度的直杆；三个可通过螺丝固定在直杆上的支架A、B、C（这些支架上可以固定相应的器材）；小钢珠一个；小型电磁铁一个（用于吸住或释放小钢珠）；光电门两个（用于测量小钢珠通过两个光电门之间距离所需的时间，一个光电门触发后开始计时，另一个光电门触发后停止计时）．由直杆上的刻度读出C与B两个光电门的间距△h，利用电磁铁将钢珠吸住，并使其由静止释放，记录钢珠通过两个光电门的时间间隔△t，计算出两个光电门之间运动的平均速度为
.
v
，保持A、B间距离不变，调节C的高度并重复上述步，骤测得多组数据△hi、△ti和
.
v
i．
（1）用图象法求重力加速度g时，取△t为横坐标，
 
 为纵坐标  
（2）若图象的斜率为k，则重力加速度g为
 
．
分析：（1）根据匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度，得到平均速度的表达式，然后进行讨论；
（2）得到平均速度与时间间隔△t关系后，得到图象的斜率的物理意义．
解答：解：（1）匀变速直线运动中平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故
.
v
=vB+g?(
1
2
△t)，故以
.
v
为从坐标即可；
（2）根据瞬时速度表达式
.
v
=vB+g?(
1
2
△t)=vB+
g
2
?△t，故
.
v
-△t图象的斜率k=
1
2
g，故g=2k；
故答案为：（1）钢珠在两个光电门之间运动的平均速度；（2）2k．
点评：本题关键明确实验原理，然后推导出平均速度与时间间隔的关系式，再分析讨论．
练习册系列答案
相关题目
如图所示为一种测量电子比荷仪器的原理图，其中阴K释放电子，阳A是一个中心开孔的圆形金属板，AK间加一定的电压．在阳极右侧有一对平行正对带电金属MN，板间存在方向竖直向上的匀强电场O点为荧光屏的正中央位置，K与O的连线M、N板间的中心线重合．电子从阴极逸出并AK间的电场加速后从小孔射出，KO连线方向射M、N两极板间．已知电子从阴极逸出时的初速度、所受的重力及电子之间的相互作用均可忽略不计，在下列过程中，电子均可打到荧光屏上．
（1）为使电子M、N极板间不发生偏转，需在M、N极板间加一个垂直纸面的匀强磁场，请说明所加磁场的方向．
（2）如M、N极板间的电场强度为E、垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度B，K与A间的电压为U，电子恰能沿直KO穿过平行金属板，打在荧光屏正中央，求电子的比荷（电荷量和质量之比）
（3）已M、N板的长度L1，两极板右端到荧光屏的距离L2，如果保M、N极板间的电场强E，以及加速电U不变，而撤去所加的磁场，求电子打到荧光屏上的位置O点的距离．
（1）如图所示为用一个游标卡尺测量工件内径的示意图．由图知该公件内径是
1.090
1.090
cm．

（2）如图甲所示，一个弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连．当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力的关系图象（如图乙）．则下列判断不正确的是
BCD
BCD


A．弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B．弹簧长度的增加量与对应的弹力增加量成正比
C．该弹簧的劲度系数是200N/m
D．该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
（3）某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因素”的实验时，设计了两种实验方案：
方案一：木板固定，用弹簧测力计拉动木块，如图（a）所示．
方案二：用弹簧测力计钩住木块，用力拉动木块，如图（b）所示．除了实验必须的弹簧测力计、木块、木板、细线外，该同学还准备了若干重量均为2.00N的砝码…
上述两种方案中，你认为更合理的方案是
方案二
方案二
，理由是
图（b）中固定弹簧测力计，拉动木板做相对运动，更容易控制拉动的速度，使示数更稳定，测量更准确．
图（b）中固定弹簧测力计，拉动木板做相对运动，更容易控制拉动的速度，使示数更稳定，测量更准确．
．

该同学在木块上加砝码，改变木块对木块的压力，记录了5组实验数据，如下表所示：
实验次数 1 2 3 4 5
砝码/个数 0 1 2 3 4
砝码对木块压力/N 0 2.00 4.00 6.00 8.00
测力计读数/N 1.50 2.00 2.50 2.90 3.50
请根据上述数据在坐标纸上（图c）作出摩擦力f和砝码对木块的压力F的关系图象（以F为横坐标）．图象不过原点的原因是
压力N中漏掉了木块的重力．
压力N中漏掉了木块的重力．
．由图象可知，木块的重量为
6
6
N．木块与木板间的动摩擦力因素为
0.25
0.25
．
在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m=1.00㎏的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g=9.8m/s2．那么：

（ 1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照实验原理装置安装器件；
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C．释放悬挂纸带的夹子，再接通电源开关打出一条纸带；
D．测量纸带上某些点间的距离；
E．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．其中操作不当的步骤是
BC
BC
 
（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和
B
B
点来验证机械能守恒定律；
（3）从O点到所取点，重物重力势能减少量△EP=
1.88
1.88
J，动能增加量△Ek=
1.84
1.84
J；（结果取3位有效数字）
（4）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增  加，其原因主要是
重物下落过程中受到阻力
重物下落过程中受到阻力
．
如图所示为美国物理学家密立根测量油滴所带电荷量装置的截面图，两块水平放置的金属板间距为d．油滴从喷雾器的喷嘴喷出时，由于与喷嘴摩擦而带负电．油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少数油滴通过上面金属板的小孔进入平行金属板间．当平行金属板间不加电压时，由于受到气体阻力的作用，油滴最终以速度v1竖直向下匀速运动；当上板带正电，下板带负电，两板间的电压为U时，带电油滴恰好能以速度v2竖直向上匀速运动．已知油滴在极板间运动时所受气体阻力的大小与其速率成正比，油滴密度为ρ，已测量出油滴的直径为D（油滴可看做球体，球体体积公式V=
16
πD3），重力加速度为g．
（1）设油滴受到气体的阻力f=kv，其中k为阻力系数，求k的大小；
（2）求油滴所带电荷量．

如图所示为一种测量电子比荷的仪器的原理图，其中阴极K释放电子，阳极A是一个中心开孔的圆形金属板，在AK间加一定的电压。在阳极右侧有一对平行正对带电金属板M、N，板间存在方向竖直向上的匀强电场。O点为荧光屏的正中央位置，且K与O的连线与M、N板间的中心线重合。电子从阴极逸出并被AK间的电场加速后从小孔射出，沿KO连线方向射入M、N两极板间。已知电子从阴极逸出时的初速度、所受的重力及电子之间的相互作用均可忽略不计，在下列过程中，电子均可打到荧光屏上（1）为使电子在M、N两极板间不发生偏转，需在M、N两极板间加一个垂直纸面的匀强磁场，请说明所加磁场的方向（2）如果M、N极板间的电场强度为E，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为B，K与A间的电压为U，电子恰能沿直线KO穿过平行金属板，打在荧光屏正中央，求电子的比荷（电荷量和质量之比）为多少（3）已知M、N板的长度为L1，两极板右端到荧光屏的距离为L2，如果保持M、N极板间的电场强度为E，K与A间的电压为U，而撤去所加的磁场，求电子打到荧光屏上的位置与O点的距离。

 

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