题目内容

11.某中学利用焊有细钢针的音叉(固有频率为f0)、熏有煤油灯烟灰的均匀金属片和刻度尺来测定重力加速度.他的实验步骤有:

A.将熏有烟灰的金属片静止悬挂,调整音叉的位置,使音叉不震动时,针尖刚好能水平接触金属片,如图(a)所示.
B.轻敲音叉,使它振动,同时烧断悬线,使金属片自由下落.
C.从金属片上选取针尖划痕清晰的一段,从某时刻起针尖经过平衡的点依次为B、C、D、E、F,测出它们相邻之间的距离分别为b1、b2、b3、b4、b5,如图(b)所示.
(1)金属片自由下落后(不计针尖与金属片间的摩擦),图(c)中3幅图中,你认为针尖在金属片上划痕下确的是C.(选填代号)
(2)若从悬线烧断瞬间开始计时,钢针开始向左振动,且设向左位移为正,钢针振幅为A,金属片下落h时,钢针对平衡位置的位移y的表达式为y=Asinω$\sqrt{\frac{2h}{g}}$.

分析 (1)自由落体是匀加速直线运动,越向下速度越快,金属片振动的周期不变;
(2)根据机械振动的表达式即可求解.

解答 解:(1)自由落体是匀加速直线运动,越向下速度越快,金属片振动的周期不变,故选C;
(2)若从悬线烧断瞬间开始计时,钢针开始向左振动,且设向左位移为正,振动图象为正弦函数,即y=Asinωt,ω=2πf0
金属片下落h时的时间为:t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}$,
所以金属片下落h时,钢针对平衡位置的位移y的表达式为:y=Asinω$\sqrt{\frac{2h}{g}}$;
故答案为:(1)C;(2)Asinω$\sqrt{\frac{2h}{g}}$.

点评 本题主要考查了用逐差法来计算重力加速度,难度不大,属于基础题.

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