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自由落体运动实验实验装置

发布时间:2024-02-01 16:59:00

⑴ 如图甲所示为用打点计时器探究自由落体运动的实验装置.在实验中打出如图乙所示的一条纸带,由于开始的几

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
vC=

0.0803+0.0764
2×0.02
=3.92m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=
0.0842+0.0803?0.0764?0.0725
4×(0.02)2
=9.75m/s2
从打点计时器打下A点到打下E点的过程中.重物下落的平均速度大小
.

⑵ 利用如图甲所示的装置可以研究自由落体运动. (1)在组装实验装置时,应调整打点计时器的面板,使其面板

(1)在组装实验装置时,应调整打点计时器的面板,使其面板平面在竖直平面内.打点计时器使用的电源应为低压交流电源.
(2)根据运动学公式得:△x=at2
为了测试重物下落的加速度,还需要的实验器材有:米尺,用来测量计数点之间的距离.
该实验中等号的两边都有质量,可以约掉,所以不需要天平,通过打点计时器打点的时间间隔可以计算出计数点之间的时间间隔,所以也不需要秒表.
故选:C.
(3)为了能打出符合要求的纸带,同时提高纸带的利用率,应在接通打点计时器的电源之后释放纸带.
(4)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小.
vC=

(x4-x2)f
2

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,
得:a=
(x5-x3)-(x3-x1)
4T2
=
1
4
f2(x5-2x3+x1
故答案为:(1)竖直平面;交流;(2)C;(3)之后;(4)
(x4-x2)f
2
1
4
f2(x5-2x3+x1

⑶ 某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度,实验装置如图所示.倾斜的球槽中放有若干个小铁球,闭合开关

(1)A、M与触头接触期间,电磁铁应保持磁性存在,故电源用直流电源和交流电源均可,故A错误;
B、实验中要通过小球撞击M断开电路来释放下一小球,故M必须在电磁铁正下方,故B正确;
C、小球下落的高度应为电磁铁下端到M的竖直距离减去小球直径,故C错误;
D、手敲击M瞬间,小球l即开始下落,故应顷尺同时开始计时,故D正确.
故答案为:BD.
(2)一个小球下落的时间为:t=

t总
n
=
6.5
10
=0.65s
根据自由落体运动规律h=
1
2
gt2可得:
g=
2h
t2
=
2×1.98
0.652
≈9.4m/s2
(3)由自由落体运动的规律可得:
H1=
1
2
g(
T1
n
-△t)2
H2=
1
2
g(
T2
n
-△t)2; ②
联立①②可得:g=
2n2(

⑷ “探究自由落体运动规律”的实验装置如图1所示,释放纸带前,手提纸带时应保持物体静止,然后先______再_

(1)应该采取先接通电源后释放纸带.因为保证从速度为零开始计时,便于之后选取计数点.其次就是测量时间很短 无法保证人能在合适时间开启电源.
(2)由于每相邻两个计数点间还有1个点,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s,
据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,
得:vB=

0.0765+0.0917
2×0.04
=2.10m/s
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2
得:xBC-xAB=△x=aT2
整理解得:a=
0.0917?00765
(0.04)2
=9.50m/s2
故答案为:(1)接通电源;释放纸带
(2)2.10;9.50

⑸ 图甲是“利用自由落体运动验证机械能守恒”的实验装置.让质量为m的重物自由下落,打出一条较为理想的纸

(1)若打点计时器没有固定在竖直平面内,物体不可能做自由落体运动,在不能用此装置验证机械能守恒.
故答案为:竖直.
(2)开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重物,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差.故选B.
故答案为:B.
(3)物体做加速运动,纸带上的点从左到右间距越来越大,因此重物相连接的是图乙中纸带的左端,打点周期为
1
f
,因此从打A点到打E点,重物运动的时间为
4
f

故答案为:左;
4
f

(4)根据重力势能的定义式得:
重力势能减小量:△E p =mgh=mg(s 1 +s 2
利用匀变速直线运动的推论得C点的速度为:
v C =
( s 2 + s 3 )
4T
=
f( s 2 + s 3 )
4

E K =
1
2
m
v 2C
=
m( s 2 + s 3 ) 2 f 2
32

实验误差的主要来源有:纸带与打点计时器之间有摩擦;测量间隔距离有误差;重物下落受到空气阻力交流电频率波动,长度测量,数据处理方法等.
故答案为:mg(s 1 +s 2 );
m( s 2 + s 3 ) 2 f 2
32
;空气阻力,交流电频率波动.

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