Question

5．如圖1，豎直平面內(nèi)固定一斜槽，斜槽中放有若干個(gè)直徑均為d的相同小鐵球，緊靠斜槽末端固定有電磁鐵，閉合開(kāi)關(guān)K，電磁鐵吸住第一個(gè)小球，第二個(gè)小球處于斜槽末端被第一個(gè)小球阻擋而不落下．輕敲金屬片M，M與觸點(diǎn)分離，第一個(gè)小球從O點(diǎn)開(kāi)始下落，M迅速恢復(fù)接觸，電磁鐵又吸住第二個(gè)小球，當(dāng)?shù)谝粋�(gè)小球撞擊M時(shí)，第二個(gè)小球又開(kāi)始下落…
某興趣小組用此裝置測(cè)定重力加速度，回答下列問(wèn)題：
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鐵球的直徑d，如圖2所示，讀數(shù)為0.750cm；
（2）用游標(biāo)卡尺測(cè)出OM=1.460m，手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，若10個(gè)小球下落的總時(shí)間為5.5s，則當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.6m/s²（保留兩位有效數(shù)字）；
（3）若在O點(diǎn)的正下方A點(diǎn)固定一光電門(mén)（未畫(huà)出），測(cè)出OA=h，小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為△t，則小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v=$\frac1m4po9q{△t}$，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=$\frac{6sg4ux6^{2}}{{2（△t）}^{2}h}$；改變光電門(mén)的位置進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，若某次實(shí)驗(yàn)中，小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為$\frac{1}{2}$△t，此時(shí)光電門(mén)與A的距離為3h．（用已知和測(cè)得量的符合表示）

Answer 1

分析 解決本題的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
首先要明確電路結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)原理即可正確解答；根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=$\frac{1}{2}$gt²，可以求出重力加速度大�。�
根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出小鋼球運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)處時(shí)的瞬時(shí)速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/p>

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為：0.7cm，游標(biāo)尺上第10個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為10×0.05mm=0.50mm=0.050cm，
所以最終讀數(shù)為：0.7cm+0.050cm=0.750cm．
（2）小球下落的時(shí)間t=$\frac{5.5}{10}$=0.55s，
根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律h=$\frac{1}{2}$gt²，
g=$\frac{2×1.46}{{（0.55）}^{2}}$=9.6m/s²；
（3）根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度得
小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度v=$\frachfg05bc{△t}$，
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=$\frac{{v}^{2}}{2h}$=$\frac{vwfsud9^{2}}{{2（△t）}^{2}h}$，
若某次實(shí)驗(yàn)中，小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為$\frac{1}{2}$△t，
小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度為v′=2v，
此時(shí)光電門(mén)與A的距離為h′=4h-h=3h．
故答案為：（1）0.750（2）9.6（3）$\fract4u1ait{△t}$；$\frac{hcxs6wl^{2}}{{2（△t）}^{2}h}$；3h

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于基本測(cè)量?jī)x器如游標(biāo)卡尺、螺旋測(cè)微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進(jìn)行有關(guān)測(cè)量．
對(duì)于實(shí)驗(yàn)問(wèn)題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理，并且親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．