题目内容

在暗室中用图甲所示装置做“测定重力加速度”的实验.
实验器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、有荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下:
①在漏斗内盛满清水,旋松螺丝夹子,水滴会以一定的频率一滴滴的落下.
②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.
③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.
④对采集数据进行处理.
实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30Hz,某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的距离如图乙,根据数据测得当地重力加速度g=
9.79
9.79
m/s2;第8个水滴此时的速度V8=
2.27
2.27
m/s.(结果均保留三位有效数字)
分析:该实验利用了自由落体运动的规律,根据匀变速直线运动的规律可以求出水滴C的速度,利用逐差法可以求出重力加速度的大小.
解答:解:频闪仪的闪光频率f1与f2水滴滴落的频率的关系为f1=f2;所以两个水滴之间的时间间隔为:T=
1
f
=
1
30
s
根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度,有:v8=
x79
2T
=
0.3450-0.1936
2×
1
30
=2.27
m/s
选择图中的后四段位移,根据逐差法有:
s3-s1=2a1T2
s4-s2=2a2T2
a=
a1+a2
2
=
s4+s3-s2-s1
4T2
=
(0.4370-0.2639)-(0.2639-0.1343)
4×(
1
30
)
2
=9.79
m/s2
故答案为:9.79,2.27
点评:该实验和利用打点计时器的工作原理一样,明确了实验原理,即可正确解答
练习册系列答案
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(1)用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验.实验时保持小车的质量不变,用钩码所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.
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①实验时先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是
 
.
②图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图乙所示.已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=
 
m/s2.(结果保留两位有效数字)
③实验时改变所挂钩码的质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据画出a-F关系图线,如图丙所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是
 
.(选填下列选项的序号)
A.小车与平面轨道之间存在摩擦      B.平面轨道倾斜角度过大
C.所挂钩码的总质量过大            D.所用小车的质量过大
(2)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω.他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干.
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图丁所示的实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.
F.断开开关.
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图戊所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=
 
 mm;
②实验中电流表应选择
 
(选填“A1”或“A2”);
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图己所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=
 
(用给定的物理量符号和已知常数表示).
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小.(不要求分析的过程,只回答出分析结果即可)答:
 
.

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