Question

某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图所示，实验器材有带有标度的竖直杆、光电计时器、小钢球等，小钢球的初始位置与标度O平齐，O、A、B、C、D、E间距相等．竖直杆上端固定一个电磁铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．光电门可以在竖直杆上移动．
（1）某同学用游标卡尺测量小钢球的直径，如图所示，读数为

 

cm；
（2）先将光电门夹在A处，光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为t，量出OA的距离为h，小钢球的直径为d．则小钢球运动到光电门处的瞬时速度v=

 

，当地的重力加速为

 

（用题中所给字母表示）；
（3）该同学通过移动光电门在竖直杆上的位置进行多次实验，若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为

1

2

t，请你判断此时光电门应固定在位置

 

处（选填“B”、“C”、“D”或“E”）．

Answer 1

分析：（1）游标卡尺读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读．
（2）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小钢球运动到光电门处时的瞬时速度，根据速度位移公式求出当地的重力加速度．
（3）根据匀变速直线运动速度位移公式确定光电门的位置．

解答：解：（1）游标卡尺的读数等于7mm+0.05×10mm=7.50mm=0.750cm．
（2）小球通过光电门时的速度v=

d

t

．
根据v²=2gh，解得g=

v2

2h

=

d2

2ht2

．
（3）若某次实验时光电门计时器记录下小钢球经过光电门的时间为

1

2

t，则通过光电门的速度变为原来的2倍，根据v²=2gh得，知下落的高度变为原来的4倍，因为OD=4OA，所以光电门应固定在D处．
故答案为：（1）0.750  （2）

d

t

，

d2

2ht2

  （3）D．

点评：解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，知道极短时间内的平均速度可以代替瞬时速度．