Question

1．某興趣小組利用自由落體運動測定重力加速度，實驗裝置如圖所示． 傾斜的球槽中放有若干個小鐵球，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第1個小球． 手動敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第1個小球開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個小球． 當(dāng)?shù)?個小球撞擊M時，M與觸頭分開，第2個小球開始下落…． 這樣，就可測出多個小球下落的總時間． 
（1）在實驗中，下列做法正確的有BD．
（A）電路中的電源只能選用交流電源
（B）實驗前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方
（C）用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度
（D）手動敲擊M的同時按下秒表開始計時
（2）實驗測得小球下落的高度H=1.980m，10個小球下落的總時間T=6.5s． 可求出重力加速度g=9.4m/s²． （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（3）在不增加實驗器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實驗誤差的兩個辦法．增加小球下落的高度；多次重復(fù)實驗，結(jié)果取平均值
（4）某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間V_t 磁性才消失，因此，每個小球的實際下落時 間與它的測量時間相差V_t，這導(dǎo)致實驗誤差． 為此，他分別取高度H₁ 和H₂，測量n個小球下落的總時間T₁和T₂． 他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除V_t對實驗結(jié)果的影響？請推導(dǎo)說明．由H₁=$\frac{1}{2}$g（$\frac{{T}_{1}}{n}-△t$）²和H₂=$\frac{1}{2}$g（$\frac{{T}_{2}}{n}-△t$）²，可得g=$\frac{2{n}^{2}（\sqrt{{H}_{1}}-\sqrt{{H}_{2}}）^{2}}{（{T}_{1}-{T}_{2}）^{2}}$，因此可以消去△t的影響．

Answer 1

分析 （1）首先要明確電路結(jié)構(gòu)、實驗原理即可正確解答；
（2）根據(jù)自由落體運動規(guī)律h=$\frac{1}{2}$gt²可以求出重力加速度大��；
（3）誤差主要來自小球下落過程中空氣阻力的影響，由此可正確解答；
（4）根據(jù)自由落體運動規(guī)律結(jié)合數(shù)學(xué)知識可正確求解．

解答 解：（1）電磁鐵只能使用直流電源，C選項中下落高度沒有考慮要去掉小球直徑，因此選項BD正確，AC錯誤．
（2）根據(jù)H=$\frac{1}{2}$gt²=$\frac{1}{2}$g（$\frac{T}{n}$）²，有g(shù)=$\frac{2{n}^{2}H}{{T}^{2}}$≈9.4 m/s²．
（3）增大下落高度，增加測量小球的個數(shù)，多次測量，然后求平均值．
（4）推導(dǎo)：由H₁=$\frac{1}{2}$g（$\frac{{T}_{1}}{n}-△t$）² 和H₂=$\frac{1}{2}$g（$\frac{{T}_{2}}{n}-△t$）²，可得g=$\frac{2{n}^{2}（\sqrt{{H}_{1}}-\sqrt{{H}_{2}}）^{2}}{（{T}_{1}-{T}_{2}）^{2}}$，因此可以消去△t的影響．
故答案為：（1）BD；（2）9.4；（3）增加小球下落的高度；多次重復(fù)實驗，結(jié)果取平均值；
（4）由H₁=$\frac{1}{2}$g（$\frac{{T}_{1}}{n}-△t$）² 和H₂=$\frac{1}{2}$g（$\frac{{T}_{2}}{n}-△t$）²，可得g=$\frac{2{n}^{2}（\sqrt{{H}_{1}}-\sqrt{{H}_{2}}）^{2}}{（{T}_{1}-{T}_{2}）^{2}}$，因此可以消去△t的影響．

點評 對于實驗問題一定要明確實驗原理，并且親自動手實驗，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實驗問題，同時注意有效數(shù)字的保留．