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使用如图左边所示的装置测量重力加速度g,实验时先启动电火花计时器,待计时器工作稳定后,松开铁夹释放重锤,带动纸带下落,并在纸带上打出一系列点迹,如右边图所示,图中O是打出的第一个点,A.B.C.D.EFG是依次打出的点.量出OF间的距离为h=21.90cm,EG间的距离为s=16.50cm已知电火花计时器的打点频率是f=25Hz.

写出利用以上数据求重力加速度的公式,并代入数据求出重力加速度的值.

答案:
解析:

F点时的速度vF=,

纸带的运动是初速为零的匀加速运动,满足机械能守恒的条件,因此,因此重力加速度  g==9.71m/s2

(注意:若认为OF间的时间间隔是t=6T=0.24s,根据自由落体运动的位移公式,得g=2h/t2=(2×0.2190/0.242)m/s2=7.60 m/s2.这种解法是错误的,原因就在于释放夹子的瞬时一般不是刚打完O点的瞬时,因此OA间的时间间隔不是0.04s.但不管OA间的时间间隔是多少,纸带的运动都是初速为零的匀加速直线运动,在阻力可以忽略不计的情况下,满足机械能守恒的条件,因此可以利用机械能守恒的关系求解.

我们用这种方法测出来的重力加速度的值小于9.80 m/s2,这是正常的,造成的原因是各种阻力的存在,包括空气阻力及纸带运动时受到的摩擦力等等.)


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相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?碑林区模拟)甲同学使用如图1所示的装置来验证“机械能守恒定律”.
①下面是操作步骤:
a.按图1安装器材;
b.松开铁夹,使重锤带动纸带下落;
c.接通电火花计时器电源,使计时器开始工作d.进行数据处理:
e.根据需要,在纸带上测量数据.
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列
a、c、b、e、d
a、c、b、e、d

②电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源上,图2为实验中打出的一条纸带,从起始点O开始,将此后连续打出的7个点依次标为A、B、C、D…,

电火花计时器打F点时,重锤下落的速度为
1.15(1.14---1.16)
1.15(1.14---1.16)
m/s.(保留到小数点后两位)
③如果已知重锤的质量为0.50kg,当地的重力加速度为9.80m/s2.从打O点到打F点的过程中,重锤重力势能的减少量为
0.35(0.34---0.35)
0.35(0.34---0.35)
J,重锤动能的增加量为
0.33(0.32---0.34)
0.33(0.32---0.34)
J.(保留到小数点后两位)

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网(1)使用如图1所示的装置测量重力加速度g的值.
下面是操作步骤:
①用天平称量重物的质量m
②按图示安装器材
③松开铁夹,使重物带动纸带下落
④按下电火花计时器的电源开关,使计时器开始工作
⑤测量纸带点迹,求出重力加速度的值
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列是
 

(2)图2是按正确操作顺序操作打出的一条纸带,图中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F、G是依次打出的点,量出OF间的距离为h=21.90cm,EG间的距离s=16.50cm.已知电火花计时器的打点频率是f=25Hz.
有下面三种方法求重力加速度的值,分别是:
①由于h=
1
2
gt2
其中 t=
6
f
所以 g=
2hf2
62

②由于vF=gt其中 t=
6
f
又 vF=
s
2T
其中 T=
1
f
所以g=
sf2
2×6

③由于
v
2
F
=2gh
vF=
s
2T
其中T=
1
f
所以g=
s2f2
8h

你认为用哪种方法比较妥当?其它方法可能存在的问题是什么?答:
 

(3)如果当地的重力加速度值已知,是g=9.8m/s2,则利用本装置可以验证机械能守恒定律.设重物的质量为m=0.5kg,利用(2)的数据求出从开始运动到打下F点的过程中,重物重力势能的减少量△EP=
 
J,动能的增加量△Ek=
 
J(以上两空均要求保留三位有效数字).造成两者不相等的主要原因是什么?答:
 

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

实验题:
(1)读出下面图1中仪器的读数,游标卡尺读数为
 
mm,螺旋测微器读数为
 
cm.
(2)如图2所示装置,在斜面体的斜面上,一质量为1kg的物块后面固定一条通过打点计时器的纸带.先打点,然后让物块从静止开始沿斜面匀加速下滑,得到一条如图所示的纸带.O点为打点的第一个点,A、B、C、D、E、F、H是计数点,每相邻两计数点间还有4个点没有标出,OA=17.65cm、AB=11.81cm、BC=14.79cm、CD=17.80cm、DE=20.81cm、EF=23.80cm、FH=26.79cm,根据以上数据进行下列处理.精英家教网
物块匀加速下滑的加速度是
 
 m/s2,物体所受的合外力是
 
 N.(结果保留三位有效数字)
(3)甲同学使用如图3所示的装置来验证“机械能守恒定律”.
①下面是操作步骤:
a.按图1安装器材;
b.松开铁夹,使重物带动纸带下落;
c.接通电火花计时器电源,使计时器开始工作;
d.进行数据处理.
把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列
 

②备有如下器材:A.打点计时器;B.直流电源;C.交流电源;D.纸带;
E.带夹子的重物;F.秒表;G.刻度尺;H.导线;I.铁架台.
其中该实验不需要的器材是
 
(填字母代号).?
③在实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,实验要求打点计时器在打完第一个点时释放纸带,甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm,0.19cm和0.18cm.可见其中肯定有一个学生在操作上有错误,错误操作的同学是
 
,其错误的操作是
 

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科目:高中物理 来源:2014届福建省高一下学期期中考试物理试卷(解析版) 题型:实验题

使用如图 (a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示.图(b)中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹,量出OE间的距离为,DF间的距离为s,已知打点计时器打点的周期是T.

(1)如果操作正确,用E点来验证机械能守恒,上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足

关系式_________①_________,

即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的.

(2)如果发现图(b)中OA距离大约是4 mm,则出现这种情况的原因可能是_________②_________.

 

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