Question

5．某小組用圖示1器材測量重力加速度的大小，實驗器材由底座帶有標尺的豎直桿、光電計時器A和B、鋼制小球和網兜組成，通過測量小球在A、B間不同位移時的平均速度，可測得當地的重力加速度g．
（1）實驗時，應先接通光電計時器（選填“釋放小球”或“接通光電計時器”）；
小葵同學在實驗中先保持A不動，沿桿向下移動B，測量A、B之間的距離h及鋼球經過該距離所用時間t，經多次實驗繪出$\frac{h}{t}$與t關系圖象如圖2所示．由圖線可得，其斜率為k，則重力加速度g的大小為2k（用k表示）；
（3）其同桌小林同學用同樣的實驗裝置測量重力加速度的大小，操作如下，保持光電計時器B不動，沿桿向上或向下移動光電計時器A，測量A、B之間的距離h′及鋼球經過該距離所用時間t′，經多次實驗繪出$\frac{h′}{t′}$與t′關系的圖線（題中未畫出），理論上該圖線與（2）問中所畫的$\frac{h}{t}$與t的圖線不平行（選填“平行”或“不平行”）．

Answer 1

分析 實驗時應先接通光電計時器，再釋放小球；根據位移時間公式得出$\frac{h}{t}$-t的關系式，結合圖線的斜率求解重力加速度．

解答 解：（1）實驗時，應先接通光電計時器，再釋放小球．若先釋放小球，再接通光電計時器，小球可能已穿過計時器．
根據h=v_At+$\frac{1}{2}$gt²得：
$\frac{h}{t}$=v_A+$\frac{1}{2}$gt，
知$\frac{h}{t}$-t圖線的斜率表示$\frac{1}{2}$g，即$\frac{1}{2}$g=k，所以g=2k．
（2）若另一小組用同樣的實驗裝置，保持B不動，沿桿向上移動A，測量A、B之間的距離h′及鋼球經過該距離所用時間t′，
h′=（v_B-at′）t′+$\frac{1}{2}$at′²=v_Bt′-$\frac{1}{2}$at′²
$\frac{h′}{t′}$=v_B-$\frac{1}{2}$at′，
知圖線$\frac{h′}{t′}$與t′的斜率表示-$\frac{1}{2}$a，
所以實驗繪出$\frac{h′}{t′}$與t′關系的圖線與（2）問中所畫的圖線不平行．
故答案為：（1）接通光電計時器，2k；（2）不平行．

點評 對于圖象題，要知道圖線斜率的物理意義，關鍵得出縱軸和橫軸兩個物理量的關系式，結合關系式得出圖線斜率的物理意義．