题目内容
17．
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．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BD
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=1.980m，10个小球下落的总时间T=6.5s． 可求出重力加速度g=9.4m/s2． （结果保留两位有效数字）
（3）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间△t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△t，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． 他是否可以利用这两组数据消除△t对实验结果的影响？请推导说明．
分析 （1）首先要明确电路结构、实验原理即可正确解答；
（2）根据自由落体运动规律h=$\frac{1}{2}$gt2可以求出重力加速度大小；
（3）根据自由落体运动规律结合数学知识可正确求解；
解答 解：（1）A、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；
B、实验中要通过小球撞击M断开电路来释放下一小球，故M必须在电磁铁正下方，故B正确；
C、小球下落的高度应为电磁铁下端到M的竖直距离减去小球直径，故C错误；
D、手敲击M瞬间，小球l即开始下落，故应同时开始计时，故D正确．
故答案为：BD．
（2）一个小球下落的时间为：$t=\frac{{t}_{总}}{n}=\frac{6.5}{10}s=0.65s$，
根据自由落体运动规律H=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$，可得g=$\frac{2H}{{t}^{2}}=\frac{2×1.980}{0.6{5}^{2}}$=9.4m/s2．
（3）由${H}_{1}=\frac{1}{2}g（\frac{{T}_{1}}{n}-△t）^{2}$和${H}_{2}=\frac{1}{2}g（\frac{{T}_{2}}{n}-△t）^{2}$，
可得g=$\frac{2{n}^{2}（\sqrt{{H}_{1}}-\sqrt{{H}_{2}}）^{2}}{（{T}_{1}-{T}_{2}）^{2}}$，因此可以消去△t的影响．
故答案为：（1）BD，（2）9.4，（3）可以利用这两组数据消除△t对实验结果的影响．
点评 对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题．
练习册系列答案
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一物体由静止开始向东做直线运动，其加速度随时间变化规律如图所示，取开始向东运动方向为正方向．
8．关于如图所示的实验，下列说法正确的是（ ）
| A． | 它首先是由法拉第完成的 | |
| B． | 他证明了运动的磁针能产生感应电流 | |
| C． | 它揭示了电与磁之间存在相互作用 | |
| D． | 以上说法都对 |
如图所示，固定在水平地面上的桌子，水平桌面距地面的高度h=0.80m．水平桌面上放着一块长木板，木板右端与桌面的右端对齐，木板的质量M=0.5.0kg，长度L=1.48m，厚度可以忽略不计，从板的左端起有d1=0.13m长的板面是光滑的，其余部分是粗糙的．质量m=0.50kg的小金属块（可视为质点）放在木板上，小金属块到木板左端的距离d=0.38m，小金属块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.20，木板与桌面间的动摩擦因数μ2=0.20，小金属块与桌面间的动摩擦因数μ3=0.05．现对木板施加一个水平向右的恒力F=5N，木板与小金属块发生相对滑动，经过一段时间小金属块离开木板，此后小金属块在桌面上又滑动了一段距离，从桌面的右边缘飞出落到水平地面上．取g=10m/s2．求：
如图所示，半径为R的均匀光滑球靠竖直墙放置，左下方有一厚为h、质量为m的木块，与地面的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．若光滑球与地面接触但弹力恰好为零，求光滑球质量M的范围．
2．
如图所示，倾角30°的光滑斜面连接粗糙水平面，在水平面上安装半径为R的光滑半圆竖直挡板，质量m的小滑块从斜面上高为$\frac{R}{2}$处静止释放到达水平面恰能贴着挡板内侧运动．第一次到达半圆挡板中点对挡板的压力为0.75mg，（不计小滑块体积，不计斜面和水平面连接处的机械能损失）则小滑块第二次到达半圆挡板中点对挡板的压力为（ ）
如图所示，倾角30°的光滑斜面连接粗糙水平面，在水平面上安装半径为R的光滑半圆竖直挡板，质量m的小滑块从斜面上高为$\frac{R}{2}$处静止释放到达水平面恰能贴着挡板内侧运动．第一次到达半圆挡板中点对挡板的压力为0.75mg，（不计小滑块体积，不计斜面和水平面连接处的机械能损失）则小滑块第二次到达半圆挡板中点对挡板的压力为（ ）| A． | 0.5mg | B． | 0.75mg | C． | 0 | D． | 0.25mg |
6．把一个电容器、电流传感器、电阻、电源、单刀双掷开关按图甲所示连接．先使开关S与1端相连，电源向电容器充电；然后把开关S掷向2端，电容器放电．与电流传感器相连接的计算机所记录这一过程中电流随时间变化的I-t曲线如图乙所示．下列关于这一过程的分析，正确的是（ ）
| A． | 在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压逐渐减小，电流流入上极板 | |
| B． | 在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容逐渐减小，电流流出上极板 | |
| C． | 曲线1与横轴所围面积等于曲线2与横轴所围面积 | |
| D． | S接1端，增大R的阻值，最终电容器的电量将增大 |
如图所示，半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°，另一端点C为轨道的最低点，其切线水平．C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M=3kg，上表面与C点等高．质量为m=1kg的物块（可视为质点）从空中A点以v0=2.4m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2，取g=10m/s2，sin37°=0.6．求：