Question

【題目】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，電磁鐵又吸住第2個小球. 當第1 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___________．

A．電路中的電源只能選用交流電源

B．實驗前應將M調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＝1.980 m，10個小球下落的總時間T＝6.5 s. 可求出重力加速度g＝____m/s2. (結果保留兩位有效數字)

(3)在不增加實驗器材的情況下，請提出減小實驗誤差的兩個辦法：

①________________________________________；

②________________________________________．

(4)某同學考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間Δt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Δt，這導致實驗誤差．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，用此法__________(選填“能”或“不能”)消除Δt對本實驗的影響．請利用本小題提供的物理量求得重力加速度的表達式：g＝_______________________．

Answer 1

【答案】 BD 9.4 增加小球下落的高度_ 多次重復實驗，結果取平均值 能

【解析】試題分析：（1）M與觸頭接觸期間，電磁鐵應保持磁性存在，故電源用直流電源和交流電源均可，故A錯誤；小球沿豎直方向自由下落，因此要使小球能夠撞擊M，M調整到電磁鐵的正下方，故B正確；球的正下方到M的豎直距離作為小球下落的高度，并不是電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度，故C錯誤；手動敲擊M的同時小球開始下落，因此此時應該計時，故D正確．故選BD．

（2）一個小球下落的時間為：

根據自由落體運動規律h=gt2可得：

（3）通過多次測量取平均值可以減小誤差，同時該實驗的誤差主要來自小球下落過程中空氣阻力的影響，因此選擇密度更大的實心金屬球，或者多次重復實驗，結果取平均值．

（4）由自由落體運動的規律可得： ， ，

聯立方程可解得： ，因此可以消去△t對實驗結果的影響