Question

15．某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球，閉合開(kāi)關(guān)K，電磁鐵吸住第1個(gè)小球．手動(dòng)敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開(kāi)，第1個(gè)小球開(kāi)始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球．當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞擊M時(shí)，M與觸頭分開(kāi)，第2個(gè)小球開(kāi)始下落…．這樣，就可測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間．
（1）在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有BD．
A．電路中的電源只能選用直流電源
B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方
C．用直尺測(cè)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(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)
（2）某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間△t磁性才消失，因此，每個(gè)小球的實(shí)際下落時(shí)間與它的測(cè)量時(shí)間相差△t，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差．為此，他分別取下落高度H₁和H₂，測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間T₁和T₂，用此法能（選填“能”或“不能”）消除△t對(duì)本實(shí)驗(yàn)的影響．請(qǐng)利用本小題提供的物理量求得重力加速度的表達(dá)式：g=$\frac{2{n}^{2}{（\sqrt{{H}_{1}}-\sqrt{{H}_{2}}）}^{2}}{{（{T}_{1}-{T}_{2}）}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）首先要明確電路結(jié)構(gòu)、實(shí)驗(yàn)原理即可正確解答；
（2）根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可正確求解；

解答 解：（1）A、M與觸頭接觸期間，電磁鐵應(yīng)保持磁性存在，故電源用直流電源和交流電源均可，故A錯(cuò)誤；
B、實(shí)驗(yàn)中要通過(guò)小球撞擊M斷開(kāi)電路來(lái)釋放下一小球，故M必須在電磁鐵正下方，故B正確；
C、小球下落的高度應(yīng)為電磁鐵下端到M的豎直距離減去小球直徑，故C錯(cuò)誤；
D、手敲擊M瞬間，小球l即開(kāi)始下落，故應(yīng)同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，故D正確．
故選：BD．
（2）由自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得：
${H_1}=\frac{1}{2}g{（\frac{T_1}{n}-△t）^2}$，
${H_2}=\frac{1}{2}g{（\frac{T_2}{n}-△t）^2}$，
聯(lián)立方程可解得：$g=\frac{{2{n^2}{{（\sqrt{H_1}-\sqrt{H_2}）}^2}}}{{{{（{T_1}-{T_2}）}^2}}}$，因此可以消去△t對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響．
故答案為：（1）BD； （2）能，$\frac{2{n}^{2}{（\sqrt{{H}_{1}}-\sqrt{{H}_{2}}）}^{2}}{{（{T}_{1}-{T}_{2}）}^{2}}$．

點(diǎn)評(píng) 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．