Question

4．利用自由落體運(yùn)動(dòng)可測(cè)量重力加速度．有兩組同學(xué)分別利用下面甲、乙兩種實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，其中乙圖中的M為可恢復(fù)簧片，M與觸頭接觸，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)需要手動(dòng)敲擊M斷開電路，使電磁鐵失去磁性釋放第一個(gè)小球，當(dāng)前一個(gè)小球撞擊M時(shí)后一個(gè)小球被釋放．

①下列說法正確的有CD
A．兩種實(shí)驗(yàn)都必須使用交流電源
B．甲實(shí)驗(yàn)利用的是公式△x=gT²；乙實(shí)驗(yàn)利用的是公式h=$\frac{1}{2}$gt²，所以都需要用秒表測(cè)量時(shí)間，用直尺測(cè)量距離
C．甲實(shí)驗(yàn)要先接通電源，后釋放紙帶；乙實(shí)驗(yàn)應(yīng)在手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)
D．這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置均可以用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
②如圖丙是用甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)（其他點(diǎn)未畫出）．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一次點(diǎn)，可以計(jì)算出重力加速度g=9.5m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
③用乙實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)，測(cè)得小球下落的高度H=1.200m，10個(gè)小球下落的總時(shí)間t=5.0s． 可求出重力加速度g=9.6m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）首先要明確電路結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)原理即可正確解答．
（2）利用的是公式△x=gT²計(jì)算重力加速度．
（3）根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可以求出重力加速度大�。�

解答 解：①A、乙方案的電源目的使線圈產(chǎn)生磁性，因此使用的是直流電源，故A錯(cuò)誤．
B、甲實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶上的點(diǎn)之間的時(shí)間不需要秒表測(cè)量，故B錯(cuò)誤．
C、甲實(shí)驗(yàn)要先接通電源，后釋放紙帶；乙實(shí)驗(yàn)應(yīng)在手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)，故C正確；
D、這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置都是自由落體運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，故均可以用來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，故D正確．
故答案為：CD．
②自由落體運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，故根據(jù)△x=gT²得，g=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{0.2323-0.1920-0.1920+0.1555}{0.0{2}^{2}}$m/s²=9.5m/s²．
③一個(gè)小球下落的時(shí)間為：t=$\frac{{t}_{總}}{n}=\frac{5.0}{10}s=0.5s$，
根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可得g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$=$\frac{2×1.2}{0．{5}^{2}}$m/s²=9.6m/s²．
故答案為：①CD，②9.5，9.6．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)問題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理，并且親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．