Question

10．某同學(xué)利用光電傳感器設(shè)計了測定重力加速度的實驗，實驗裝置如圖1所示，實驗器材有鐵架臺、光電計時器、小鋼球等．鐵架臺上端固定一個電磁鐵，通電時，小鋼球被吸在電磁鐵上，斷電時，小鋼球自由下落．

（1）先將光電門固定在A處，光電計時器記錄下小球經(jīng)過光電門的時間△t₀，量出小球釋放點距A的距離為h₀，測出小球的直徑d（d遠(yuǎn)小于 h₀）．則小球運動到光電門處的瞬時速度v=$\fracvjlzxaj{△{t}_{0}}$，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?nbsp;g=$\frac{pb8amvt^{2}}{2h△{t}^{2}}$．（用題中所給字母表示）
（2）若某次實驗時光電計時器記錄下小鋼球經(jīng)過光電門的時間為0.5△t₀，請你判斷此時光電門距A處的距離△h=4h₀．（用（1）中所給字母表示）
（3）由于直尺的長度限制，該同學(xué)改測光電門位置與其正上方固定點P（圖中未畫出）之間的距離h，并記錄小球通過光電門的時間△t．移動光電門在豎直桿上的位置，進(jìn)行多次實驗．利用實驗數(shù)據(jù)繪制出如圖2所示的圖象，已知圖象斜率為k，縱截距為b，根據(jù)圖象可知重力加速度g=$\frac{kues8l43^{2}}{2}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小鋼球運動到光電門處時的瞬時速度，根據(jù)速度位移公式求出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?br />（2）根據(jù)勻變速直線運動速度位移公式確定光電門的位置．
（3）根據(jù)速度位移公式表示出關(guān)系式即可判斷

解答 解：（1）球通過光電門時的速度$v=\fracfpimgfz{△{t}_{0}}$．
根據(jù)v²=2gh，解得g=$\frac{{v}^{2}}{2h}=\frac{nfdhvk4^{2}}{2h△{t}^{2}}$．
（2）若某次實驗時光電門計時器記錄下小鋼球經(jīng)過光電門的時間為0.5t₀，則通過光電門的速度變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)v²=2gh得，知下落的高度變?yōu)樵瓉淼?倍，故△h=4h₀
（3）根據(jù)速度位移公式可知$2gh=（\fracqesgpds{△t}）^{2}{-v}_{0}^{2}$，解得$\frac{1}{△{t}^{2}}=\frac{2g}{3h35bfx^{2}}h+\frac{{v}_{0}^{2}}{mluirqe^{2}}$
解得g=$\frac{kg8sgux8^{2}}{2}$
故答案為：（1）$\fracz9w5azd{△{t}_{0}}$，$\frac{5tkjxqu^{2}}{2h△{t}^{2}}$
（2）4h₀   （3）$\frac{kih9cb84^{2}}{2}$

點評 解答本題要知道極短時間內(nèi)的平均速度可以代替瞬時速度，能根據(jù)自由落體運動的基本公式分析，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．