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。
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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
。