题目内容

【题目】阿特武德机是早期测量重力加速度的装置,由英国数学家、物理学家阿特武德于1784年制成。某同学根据其原理设计出如图所示的实验装置来测量重力加速度g。细绳跨过固定在铁架台上的轻质滑轮,两端各悬挂一只质量为M的重锤。实验操作如下:

①用米尺量出重锤1底端距地面的高度H;

②在重锤1上加上质量为m的小钩码;

③左手将重锤2压在地面上,保持系统静止。释放重锤2,同时右手开启秒表,在重锤1落地时停止计时,记录下落时间;

④重复测量3次下落时间,取其平均值作为测量值t。

请回答下列问题:

(1)步骤④可以减小对下落时间t测量的________(选填“偶然”或“系统”)误差;

(2)关于本实验以下说法正确的是______;

A.m相比于重锤的质量越小,加速度越小,运动的时间就越大,测量的相对误差就越小

B.绳子的张力大于重锤和小钩码的重力之和

C.若忽略一切摩擦阻力,实验过程中小钩码不慎掉落,则重锤立即做减速运动。

(3)滑轮的摩擦阻力会引起实验误差。现可以在重锤1上加适当的橡皮泥用于平衡摩擦阻力,重新进行实验测量,并测出所用橡皮泥的质量为 。用实验中的测量量和已知量表示g,得g= ______。

【答案】偶然 A

【解析】

(1)时间测量是人为操作快慢和读数问题带来的误差,所以属于偶然误差。

(2)A、由于自由落体的加速度较大,下落H高度的时间较短,为了减小测量时间的实验误差,就要使重锤下落的时间长一些,因此系统下降的加速度要小,所以小钩码的质量要比重锤的质量小很多,故A对;

B、重锤1具有向下的加速度,则合力向下,所以绳子的张力应该小于重锤和小钩码的重力之和,故B错;

C若小钩码不慎掉落,由于两个重锤的质量相等,所以系统合外力为零,即重锤做匀速运动,故C错;

(3)为了消除滑轮的摩擦阻力,可用橡皮泥粘在重锤1上,轻拉重锤放手后若系统做匀速运动,则表示平衡了阻力,根据牛顿第二定律有 ,又 ,解得。

练习册系列答案
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【题目】

(1)在“测定金属丝的电阻率”的实验中,测得连入电路的金属丝的长度为L、直径为d,用如图1所示的电路图测得金属丝电阻为R。

①请写出该金属丝电阻率的表达式:ρ= ________(用已知字母表示)。

②在图1中,金属丝电阻的测量值_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。

③如图2,使用螺旋测微器测得金属丝的直径d为________mm。

(2)用如图3所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落。

①除了图示的实验器材,下列实验器材中还必须使用的是________(填字母代号)。

A.交流电源 B.秒表 C.刻度尺 D.天平(带砝码)

②关于本实验,下列说法正确的是________(填字母代号)。

A.应选择质量大、体积小的重物进行实验

B.释放纸带之前,纸带必须处于竖直状态

C.先释放纸带,后接通电源

③实验中,得到如图4所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O(O点与下一点的间距接近2mm)的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=________,动能变化量ΔEk= ________。(用已知字母表示)

④某同学用如图5所示装置验证机械能守恒定律,将力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放,到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m,当地重力加速度为g。在误差允许范围内,当满足关系式________时,可验证机械能守恒。

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