图甲为阿特伍德机的示意图(不含光电门),它是早期测量重力加速度的器械,由英国数学家、物理学家阿特伍德于1784年制成,他将质量均为M的重物用细绳连接后,放在光滑的轻质滑轮上,处于静止状态,再在一个重物上附加一质量为m的小重物,这时由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动,测出其微小的加速度a,就可计算出重力加速度.(计算结果保留2位有效数字)(1)依据实验原理,重力加速度可表示为g=.(用物理量m、M、a表示)(2)为测量物体下落的加速度,某同学在阿特伍德机的竖直杆上的Q点加装了光电门,用其测量
2019-04-14
图甲为阿特伍德机的示意图(不含光电门),它是早期测量重力加速度的器械,由英国数学家、物理学家阿特伍德于1784年制成,他将质量均为M的重物用细绳连接后,放在光滑的轻质滑轮上,处于静止状态,再在一个重物上附加一质量为m的小重物,这时由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动,测出其微小的加速度a,就可计算出重力加速度.(计算结果保留2位有效数字)
(1)依据实验原理,重力加速度可表示为g=___.
(用物理量m、M、a表示)
(2)为测量物体下落的加速度,某同学在阿特伍德机的竖直杆上的Q点加装了光电门,用其测量左侧物体经过光电门时的挡光时间△t,让物体从与杆上的另一点P同一高度处由静止下落,用h表示P、Q两点的高度差,用L表示左侧物体遮光部分的长度.
①用游标为20分度的卡尺测量L时如图乙所示,则L=___cm;
②某次实验中用光电门测出△t=1.85×10-2 s,则物体通过光电门时的速率v=___m/s;
③多次改变光电门的位置Q,每次均令物体从P点由静止开始运动,测量相应的h和△t的值,并计算出物体经过光电门时的瞬时速度.下表是记录的几组实验数据,请根据实验数据在图丙中作出v2-h的图象;
v2/(m2•a-2) | 0.160 | 0.241 | 0.320 | 0.401 | 0.479 |
h/m | 10.0 | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 |
④由图象可求得物体下落的加速度a=___m/s2.
优质解答
(1)对整体分析,整体所受的合力大小为mg,则整体的加速度a=,解得g=a,
(2)①游标卡尺的固定刻度读数为6mm,游标读数为0.05×8mm=0.40mm,
所以最终读数为:L=6mm+0.40mm=6.40mm=0.640cm,
②极短时间内的平均速度表示瞬时速度,则
滑块经过光电门时的速度表达式v==m/s≈0.35m/s.
③根据描点法做作出v2-h的图象,如图所示:
④物体下落过程中,根据2ah=v2可知,v2-h的图象的斜率k=2a,
则2a==1.6m/s2.
解得:a=0.80m/s2.
故答案为:(1)a,(2)①0.640,0.35,③如图所示,④0.80.
(1)对整体分析,整体所受的合力大小为mg,则整体的加速度a=,解得g=a,
(2)①游标卡尺的固定刻度读数为6mm,游标读数为0.05×8mm=0.40mm,
所以最终读数为:L=6mm+0.40mm=6.40mm=0.640cm,
②极短时间内的平均速度表示瞬时速度,则
滑块经过光电门时的速度表达式v==m/s≈0.35m/s.
③根据描点法做作出v2-h的图象,如图所示:
④物体下落过程中,根据2ah=v2可知,v2-h的图象的斜率k=2a,
则2a==1.6m/s2.
解得:a=0.80m/s2.
故答案为:(1)a,(2)①0.640,0.35,③如图所示,④0.80.