高考物理二轮复习 第六章 力学实验 提能增分练（一）测重力加速度的8种方法

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散提能增分练(一)测重力加速度的8种方法1.如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度。(1)所需器材有：电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需_(填字母代号)。A直流电源B天平及砝码C46 V交流电源 D毫米刻度尺(2)实验中得到的一条纸带如图2所示，图中五个数据中不符合有效数字要求的一组数据应改为_cm；重物在打下点D时的速度大小为_m/s。重物的加速度大小为_m/s2。该实验中测得的重力加速度偏小，其主要原因是_。解析：(1)电磁打点计时器需接46 V交流电源。重力加速度与重物的质量无关，所以不需要天平和砝码。计算速度需要测相邻计数点的距离，需要毫米刻度尺，故A、B错误，C、D正确。(2)毫米刻度尺测量长度，要求估读到最小刻度的下一位，这五个数据中不符合有效数字要求的是：2.0，应改为2.00。A、B、C、D、E、F是打点计时器连续打出的点，因此计时点之间的时间间隔为：T0.02 s；根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度求出D点速度为：vD m/s1.482 5 m/s，根据逐差法有：a m/s29.625 m/s2，由于重物下落的过程中存在摩擦力及空气的阻力，因此所测重力加速度比实际的要小。答案：(1)CD(2)2.001.482 59.625实验中存在摩擦力及空气的阻力2(2017内蒙古赤峰二中检测)如图甲所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。他将质量同为M(已知量)的重物用绳连接后，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，测出其加速度，完成一次实验后，换用不同质量的小重物，重复实验，测出不同m时系统的加速度。(1)若选定如图甲左侧重物从静止开始下落的过程进行测量，则为了得到图乙需要直接测量的物理量有_。A小重物的质量mB大重物质量MC绳子的长度D重物下落的距离及下落这段距离所用的时间(2)经过多次重复实验，得到多组a、m数据，作出图像，如图乙所示，已知该图像斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度g_，并可求出重物质量M_。解析：(1)为了得到题图乙需要直接测量的物理量有：小重物的质量m和重物的加速度，而要求解加速度则需测量重物下落的距离及下落这段距离所用的时间，故选A、D。(2)根据牛顿第二定律可得：mg(2Mm)a，解得，则由题图乙可知：k，b；解得g，M。答案：(1)AD(2)3在暗室中用如图所示装置做“测定重力加速度”的实验。实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪。具体实验步骤如下：在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下。用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴。用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度。采集数据进行处理。(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是_。(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图所示，根据数据测得当地重力加速度g_m/s2；第8个水滴此时的速度v8_m/s。(结果都保留三位有效数字)(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：_。解析：(1)后一水滴经过一个频闪间隔运动到前一水滴的位置，可看到仿佛固定不动的一串水滴，即频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，水滴仿佛不动。(2)g m/s29.72 m/s2；v8 m/s2.27 m/s。(3)空气阻力会对水滴的运动产生影响，水滴滴落的频率不恒定也会对实验产生影响。答案：见解析4(2017河北衡水模拟)假设我们已经进入航天时代，一个由高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往X星球，准备用携带的下列器材测量X星球表面的重力加速度g，这些器材是：A钩码一盒B重锤一个C已知直径的带孔金属小球一个D无弹性的丝线一根E刻度尺一把F测力计一个G天平一台(含砝码一盒)H秒表一个I支架(能满足实验所需的固定作用)J光电计时器(可用来精确测量运动物体经过两点的时间间隔)到达X星球后，某学生从以上器材中选择合适的器材，根据不同的实验原理，用不同的方法测量出重力加速度g的值，现请你选用以上器材，至少用两种方法完成他所做的实验，每一种方法均需写出所选器材(填写代号)、所需测量的物理名称(并以常用符号表示)，用直接测量的物理量表示出重力加速度。解析：方法一：利用弹簧测力计测出拉力，由平衡条件求得钩码的“重力”，进而得到重力加速度g，选用器材为：A、F、G测量量：钩码质量m、用弹簧测力计测钩码的“重力”G由Gmg得重力加速度为：g。方法二：利用自由落体运动规律求解重力加速度g，选用器材：E、I、J测量量：重