Question

16．利用自由落體運(yùn)動(dòng)可測(cè)量重力加速度．某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，圖中的M為可恢復(fù)彈簧片，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，小球撞擊M時(shí)電路斷開，下一個(gè)小球被是釋放．
（1）為完成實(shí)驗(yàn)，除圖示裝置提供的器材外還需要的器材有刻度尺和秒表．
（2）用圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)，測(cè)得小球開始下落的位置與M的高度差為120.00cm，手動(dòng)敲擊M的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，到第10個(gè)小球撞擊M時(shí)測(cè)得總時(shí)間為5.0s，可求得重力加速度g=9.6m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；
（3）若該同學(xué)測(cè)得的重力加速度偏小，可能的原因是AC．
A．手動(dòng)敲擊M時(shí)提前計(jì)時(shí)
B．手動(dòng)敲擊M時(shí)延后計(jì)時(shí)
C．記錄撞擊M的小球個(gè)數(shù)時(shí)少數(shù)了一個(gè)
D．記錄撞擊M的小球個(gè)數(shù)時(shí)多數(shù)了一個(gè)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理確定所需測(cè)量的物理量，從而確定所需的測(cè)量器材．
（2）根據(jù)小球下落的時(shí)間，以及下落的高度，結(jié)合位移時(shí)間公式求出重力加速度．
（3）根據(jù)下落時(shí)間的測(cè)量誤差確定重力加速度的測(cè)量誤差．

解答 解：（1）根據(jù)h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$，需要測(cè)量下降的高度和時(shí)間，則需要刻度尺和秒表．
（2）手動(dòng)敲擊M的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，到第10個(gè)小球撞擊M時(shí)測(cè)得總時(shí)間為5.0s，知一個(gè)小球下落的時(shí)間t=0.5s，則g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$=$\frac{2×1.2}{0.25}=9.6m/{s}^{2}$．
（3）A、手動(dòng)敲擊M時(shí)提前計(jì)時(shí)，則測(cè)量的時(shí)間偏大，根據(jù)g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$知，重力加速度測(cè)量偏小，故A正確．
B、手動(dòng)敲擊M時(shí)延后計(jì)時(shí)，則測(cè)量的時(shí)間偏小，根據(jù)g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$知，重力加速度測(cè)量偏大，故B錯(cuò)誤．
C、記錄撞擊M的小球個(gè)數(shù)時(shí)少數(shù)了一個(gè)，則測(cè)量的時(shí)間偏大，根據(jù)g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$知，重力加速度測(cè)量偏小，故C正確．
D、記錄撞擊M的小球個(gè)數(shù)時(shí)多數(shù)了一個(gè)，則測(cè)量的時(shí)間偏小，根據(jù)g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$知，重力加速度測(cè)量偏大，故D錯(cuò)誤．
故選：AC．
故答案為：（1）刻度尺、秒表，（2）9.6，（3）AC．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理，結(jié)合位移時(shí)間公式進(jìn)行求解，會(huì)通過測(cè)量時(shí)間的誤差分析重力加速度的測(cè)量誤差．