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利用自由落體運動測量重力加速度的實驗探究與 v-t 圖線分析

更新時間:2024-07-20 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

16.(10分) 某學生采用自由落體法測量重力加速度。實驗裝置如圖1所示。點計時器接交流電源,頻率為50.0Hz。讓重物自由落下,點計時器會在隨重物下落的紙帶上打出一連串的點。挑選一條點清晰的紙帶,依次標記計數點1、2、…、8。相鄰計數點之間也有一個計時點。分別測量相鄰計數點之間的距離x1、x2、…、x7,計算點2、3、…、7對應重物的速度。在坐標紙上建立vt坐標系,根據重物下落的速度畫出vt圖形,計算重力加速度。vLH物理好資源網(原物理ok網)

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(1)圖2為紙帶的一部分,當敲擊點3時,重物下落的速度為v3=/s(結果四舍五入到三位有效數字)。vLH物理好資源網(原物理ok網)

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由運動學的知識我們知道,點3的速度恰好是點2到點4的中點的速度,也等于點2到點4的平均速度。vLH物理好資源網(原物理ok網)

則v3=(3.83+5.36)/0.08=114.8厘米/秒=1.15米/秒。vLH物理好資源網(原物理ok網)

(2)除點3外,其余點的速度對應的坐標點已在圖3的坐標系中標注出來打點計時器實驗報告貝語網校,請在圖中標出速度v3對應的坐標點,并畫出vt圖。vLH物理好資源網(原物理ok網)

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這道題就不做詳細分析了,直接標出第3個點,然后連線就行了,注意排除錯誤點(t=0.12s)。vLH物理好資源網(原物理ok網)

正確的截圖如下;vLH物理好資源網(原物理ok網)

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(3)根據圖3,實驗測得的重力加速度為g=___m/s2(結果四舍五入到3位有效數字)。vLH物理好資源網(原物理ok網)

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根據上一個問題,我們計算出的vt圖的斜率就是實驗中要測量的重力加速度。vLH物理好資源網(原物理ok網)

我們可以取t=0.04s和t=0.20s兩個坐標點。vLH物理好資源網(原物理ok網)

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a=(2.30-0.75)/(0.20-0.04)=9.69。vLH物理好資源網(原物理ok網)

你計算出來的加速度不一定等于這個數,但是只要在合理的范圍內,就是正確的。vLH物理好資源網(原物理ok網)

(4)某同學在家學習時打點計時器實驗報告,發現水龍頭離地面較高,調節水龍頭閥門,水滴可以逐滴落下,并可控制相鄰水滴的時間間隔,還能聽到水滴落地的清脆聲響。于是他打算利用手機的秒表功能和尺子測量重力加速度。為了測量準確,請記下要測量的物理量和相應的測量方法。vLH物理好資源網(原物理ok網)

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