某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第1個(gè)小球．手動(dòng)敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第1個(gè)小球開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球．當(dāng)?shù)?/span>1個(gè)小球撞擊M時(shí)，M與觸頭分開，第2個(gè)小球開始下落……這樣，就可測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間．

(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有________．

A．電路中的電源只能選用交流電源

B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方

C．用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度

D．手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H＝1.980 m,10個(gè)小球下落的總時(shí)間T＝6.5 s．可求出重力加速度g＝________ m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法．

(4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間Δt磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測(cè)量時(shí)間相差Δt，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差．為此，他分別取高度H1和H2，測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間T1和T2.他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除Δt對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請(qǐng)推導(dǎo)說(shuō)明．

 

【答案】

(1)BD　(2)9.4　(3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值．(其他答案只要合理也可)　(4)可以消除Δt對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，推導(dǎo)過(guò)程見解析．

【解析】根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h＝gt2解決問(wèn)題．

(1)若電源選用直流電源，電磁鐵可正常工作，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)小球要撞擊M斷開電源，因此M應(yīng)在電磁鐵的正下方，選項(xiàng)B正確；小球下落的高度為電磁鐵下端到M的豎直距離與小球直徑的差，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)H＝gt2，t可利用累積法，即從手動(dòng)敲擊M的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)量出落下n個(gè)小球的時(shí)間T，則一個(gè)小球下落時(shí)間t＝，選項(xiàng)D正確．

(2)根據(jù)H＝gt2和t＝，解得

g＝＝＝m/s2≈9.4 m/s2.

(3)要減小實(shí)驗(yàn)誤差，可以適當(dāng)增大小球下落的高度，并多次測(cè)量取平均值．

(4)根據(jù)題意，小球從H1、H2高處落下需要的時(shí)間t1＝－Δt和t2＝－Δt，根據(jù)H＝gt2得H1＝g2和H2＝g2

解得g＝，因此可以消除Δt的影響．

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

(1) 利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖（a）所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO′＝h（h＞L）。

①電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：____________。

②將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C＝s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0＝________。

③在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角q，小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、cosq為橫坐標(biāo)，得到如圖（b）所示圖像。則當(dāng)q＝60°時(shí)，s為 ___________m；若懸線長(zhǎng)L＝1.0m，懸點(diǎn)到木板間的距離OO′=h=___________m。

(2) 某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.6kg

②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖所示安裝

③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）

④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。

上述過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如下圖所示：

請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題（設(shè)整個(gè)過(guò)程中小車所受阻力恒定，結(jié)果保留一位小數(shù)）：

該電動(dòng)小車的最大速度為__________m/s。

車所受阻力為_____________N。

該電動(dòng)小車的額定功率為_____________W。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

(1) 利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖（a）所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO′＝h（h＞L）。

①電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：____________。

②將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C＝s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0＝________。

③在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角q，小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、cosq為橫坐標(biāo)，得到如圖（b）所示圖像。則當(dāng)q＝60°時(shí)，s為___________m；若懸線長(zhǎng)L＝1.0m，懸點(diǎn)到木板間的距離OO′=h=___________m。

(2) 某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.6kg

②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖所示安裝

③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）

④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。

上述過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如下圖所示：

請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題（設(shè)整個(gè)過(guò)程中小車所受阻力恒定，結(jié)果保留一位小數(shù)）：

①                 該電動(dòng)小車的最大速度為__________m/s。

②                 車所受阻力為_____________N。

③                 該電動(dòng)小車的額定功率為_____________W。

 

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某科學(xué)興趣小組利用下列裝置驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖所示，用輕質(zhì)細(xì)線拴接一小球在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，懸點(diǎn)到木板的距離OO′=h（h＞L）。

 

（1）電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：              .

（2）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C=s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為υ0=           .

（3）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角θ，小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、cosθ為橫坐標(biāo)，得到如圖所示圖象.則當(dāng)θ=30°時(shí)，s為          m.

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2010-2011學(xué)年重慶市高三上學(xué)期期中考試（理綜）物理部分 題型：實(shí)驗(yàn)題

(1) 利用單擺驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖（a）所示，在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L，懸點(diǎn)到木板的距離OO′＝h（h＞L）。

①電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：____________。

②將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C＝s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v0＝________。

③在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角q，小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、cosq為橫坐標(biāo)，得到如圖（b）所示圖像。則當(dāng)q＝60°時(shí)，s為 ___________m；若懸線長(zhǎng)L＝1.0m，懸點(diǎn)到木板間的距離OO′=h=___________m。

(2) 某興趣小組為測(cè)一遙控電動(dòng)小車的額定功率，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

①用天平測(cè)出電動(dòng)小車的質(zhì)量為0.6kg

②將電動(dòng)小車、紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器按如圖所示安裝

③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（其打點(diǎn)周期為0.02s）

④使電動(dòng)小車以額定功率加速運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大速度一段時(shí)間后關(guān)閉小車電源，待小車靜止時(shí)再關(guān)閉打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。

上述過(guò)程中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上所打的部分點(diǎn)跡如下圖所示：

請(qǐng)你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題（設(shè)整個(gè)過(guò)程中小車所受阻力恒定，結(jié)果保留一位小數(shù)）：

①                  該電動(dòng)小車的最大速度為__________m/s。

②                  車所受阻力為_____________N。

③                  該電動(dòng)小車的額定功率為_____________W。

 

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科目：高中物理 來(lái)源：2013屆許昌市五校第四次聯(lián)考高一物理卷 題型：實(shí)驗(yàn)題

某科學(xué)興趣小組利用下列裝置驗(yàn)證小球平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)方案如圖所示，用輕質(zhì)細(xì)線拴接一小球在懸點(diǎn)O正下方有水平放置的熾熱的電熱絲P，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷；MN為水平木板，已知懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)，懸點(diǎn)到木板的距離OO′=h（h＞L）。

 

（1）電熱絲P必須放在懸點(diǎn)正下方的理由是：               .

（2）將小球向左拉起后自由釋放，最后小球落到木板上的C點(diǎn)，O′C=s，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為υ0=            .

（3）在其他條件不變的情況下，若改變釋放小球時(shí)懸線與豎直方向的夾角θ，小球落點(diǎn)與O′點(diǎn)的水平距離s將隨之改變，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，以s2為縱坐標(biāo)、cosθ為橫坐標(biāo)，得到如圖所示圖象.則當(dāng)θ=30°時(shí)，s為          m.

 

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