题目内容

5.某小组用图示1器材测量重力加速度的大小,实验器材由底座带有标尺的竖直杆、光电计时器A和B、钢制小球和网兜组成,通过测量小球在A、B间不同位移时的平均速度,可测得当地的重力加速度g.
(1)实验时,应先接通光电计时器(选填“释放小球”或“接通光电计时器”);
小葵同学在实验中先保持A不动,沿杆向下移动B,测量A、B之间的距离h及钢球经过该距离所用时间t,经多次实验绘出$\frac{h}{t}$与t关系图象如图2所示.由图线可得,其斜率为k,则重力加速度g的大小为2k(用k表示);
(3)其同桌小林同学用同样的实验装置测量重力加速度的大小,操作如下,保持光电计时器B不动,沿杆向上或向下移动光电计时器A,测量A、B之间的距离h′及钢球经过该距离所用时间t′,经多次实验绘出$\frac{h′}{t′}$与t′关系的图线(题中未画出),理论上该图线与(2)问中所画的$\frac{h}{t}$与t的图线不平行(选填“平行”或“不平行”).

分析 实验时应先接通光电计时器,再释放小球;根据位移时间公式得出$\frac{h}{t}$-t的关系式,结合图线的斜率求解重力加速度.

解答 解:(1)实验时,应先接通光电计时器,再释放小球.若先释放小球,再接通光电计时器,小球可能已穿过计时器.
根据h=vAt+$\frac{1}{2}$gt2得:
$\frac{h}{t}$=vA+$\frac{1}{2}$gt,
知$\frac{h}{t}$-t图线的斜率表示$\frac{1}{2}$g,即$\frac{1}{2}$g=k,所以g=2k.
(2)若另一小组用同样的实验装置,保持B不动,沿杆向上移动A,测量A、B之间的距离h′及钢球经过该距离所用时间t′,
h′=(vB-at′)t′+$\frac{1}{2}$at′2=vBt′-$\frac{1}{2}$at′2
$\frac{h′}{t′}$=vB-$\frac{1}{2}$at′,
知图线$\frac{h′}{t′}$与t′的斜率表示-$\frac{1}{2}$a,
所以实验绘出$\frac{h′}{t′}$与t′关系的图线与(2)问中所画的图线不平行.
故答案为:(1)接通光电计时器,2k;(2)不平行.

点评 对于图象题,要知道图线斜率的物理意义,关键得出纵轴和横轴两个物理量的关系式,结合关系式得出图线斜率的物理意义.

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