题目内容

利用如图1所示的实验装置测量学校所在地的自由落体加速度.某同学打出一条较为理想的纸带图2,把开始模糊不清的点去掉,把清晰的第一个点计为 1,随后连续的几个点依次标记为点2、3、4.测量出各点间的距离已标在纸带上,已知打点计时器的打点周期为0.02s.
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(1)打点计时器打出点2时重物的瞬时速度为
 
m/s,学校所在地的重力加速度的值约为
 

m/s2(本题计算结果保留3位有效数字);
(2)若该同学通过实验测得的重力加速度值比公认值偏小,则可能的原因是
 

A.电源电压变低了
B.电源电压变高了
C.该同学采用了先打点后让纸带下落的操作
D.纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦影响.
分析:(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点2的瞬时速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出自由落体运动的加速度.
(2)根据实验误差来源分析误差原因.
解答:解:(1)点2的瞬时速度等于1、3间的平均速度,v2=
x13
2t
=
0.0058+0.0096
2×0.02
=0.385m/s;
由△x=at2得,加速度a=
x3-x1
2t2
=
0.0134-0.0058
2×0.022
=9.50m/s2;
(2)由于纸带与打点计时器限位孔之间存在摩擦、物体受到空气阻力等,使重力加速度的测量值小于真实值,故D正确;
故答案为:(1)0.385;9.50;(2)D.
点评:要探究一个物体的运动随时间变化的规律,必须知道物体在不同时刻的速度,直接测量瞬时速度是比较困难的,我们可以借助打点计时器先记录物体在不同时刻的位置,再通过对纸带的分析,计算得到各个时刻的瞬时速度以及纸带的加速度.
练习册系列答案
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I.某实验小组利用如图1所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒.实验前需要调整气垫导轨底座使之水平,用游标卡尺测得遮光条的宽度为d,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t.
(1)在本次实验中还需要测量的物理量有:钩码的质量m、
 
和
 
(用文字说明并用相应的字母表示).
(2)本实验通过比较
 
和
 
在实验误差允许的范围内相等(用测量的物理量符号表示),从而验证了系统的机械能守恒.
II.某实验小组探究一种热敏元件的电阻随温度变化的特性.现有器材:直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定并且可读出其大小)、电压表、特测元件、保温容器、温度计、开关和导线等.
(1)若用上述器材测量该元件的阻值随温度变化的特性,请你在答题纸对应图2中用笔连线画出实物连接图.
(2)实验的主要步骤:
a正确连接电路,在保温容器中注入适量冷水,接通电源,调节并记录电源输出的电流值;
b在保温容器中添加少量热水,待温度稳定后,闭合开关,记录
 
和
 
,断开开关;
c重复第b步操作若干次,测得多组数据.
(3)实验小组测得该元件在不同温度下的阻值.并据此绘得上图3的R-t关系图线,请根据图线写出该元件的R-t关系式:R=
 
.
(4)由以上方法测得的电阻值比它的真实值偏
 
.
(5)如果实验室提供的恒定电流源的输出电流为65mA,但没有合适的电压表,应选用如下哪组器材测量热敏元件上的电压?
 
.(填序号)
A.电压表V1:量程3V、内阻3kΩ,定值电阻R1=6kΩ
B.电压表V2:量程5V、内阻5kΩ,定值电阻R2=10kΩ
C.电压表V3:量程10V、内阻10kΩ,定值电阻R3=1kΩ精英家教网

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