Question

4．利用自由落体运动可测量重力加速度．有两组同学分别利用下面甲、乙两种实验装置进行了实验，其中乙图中的M为可恢复簧片，M与触头接触，开始实验时需要手动敲击M断开电路，使电磁铁失去磁性释放第一个小球，当前一个小球撞击M时后一个小球被释放．

①下列说法正确的有CD
A．两种实验都必须使用交流电源
B．甲实验利用的是公式△x=gT²；乙实验利用的是公式h=$\frac{1}{2}$gt²，所以都需要用秒表测量时间，用直尺测量距离
C．甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时
D．这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律
②如图丙是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，可以计算出重力加速度g=9.5m/s²（结果保留两位有效数字）．
③用乙实验装置做实验，测得小球下落的高度H=1.200m，10个小球下落的总时间t=5.0s． 可求出重力加速度g=9.6m/s²（结果保留两位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）首先要明确电路结构、实验原理即可正确解答．
（2）利用的是公式△x=gT²计算重力加速度．
（3）根据自由落体运动规律h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可以求出重力加速度大小．

解答 解：①A、乙方案的电源目的使线圈产生磁性，因此使用的是直流电源，故A错误．
B、甲实验中打出的纸带上的点之间的时间不需要秒表测量，故B错误．
C、甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M的同时按下秒表开始计时，故C正确；
D、这两个实验装置都是自由落体运动，只有重力做功，故均可以用来验证机械能守恒定律，故D正确．
故答案为：CD．
②自由落体运动是匀变速运动，故根据△x=gT²得，g=$\frac{△x}{{t}^{2}}$=$\frac{0.2323-0.1920-0.1920+0.1555}{0.0{2}^{2}}$m/s²=9.5m/s²．
③一个小球下落的时间为：t=$\frac{{t}_{总}}{n}=\frac{5.0}{10}s=0.5s$，
根据自由落体运动规律h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$可得g=$\frac{2h}{{t}^{2}}$=$\frac{2×1.2}{0．{5}^{2}}$m/s²=9.6m/s²．
故答案为：①CD，②9.5，9.6．

点评 对于实验问题一定要明确实验原理，并且亲自动手实验，熟练应用所学基本规律解决实验问题．