Question

【題目】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， 第1 個(gè)小球開始下落，M 迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2 個(gè)小球．當(dāng)?shù)?/span>1 個(gè)小球撞擊M 時(shí)，M 與觸頭分開，第2 個(gè)小球開始下落……．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_________．

A．電路中的電源只能選用交流電源

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)按下秒表開始計(jì)時(shí)

（2）實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H =1．980 m，10 個(gè)小球下落的總時(shí)間T =6．5 s．可求出重力加速度g =______

（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法．

（4）某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時(shí)間Δt 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Δt，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差較大。 為此，他分別取高度H1和H2，測(cè)量n個(gè)小球下落的總時(shí)間T1和T2．他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除Δt 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響? 請(qǐng)推導(dǎo)說明．

Answer 1

【答案】(1)BD　(2)9.4　(3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值．(其他答案只要合理也可)　(4)可以消除Δt對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，推導(dǎo)過程見解析．

【解析】試題分析：（1）因?yàn)殡姶盆F的作用是利用其磁效應(yīng)來吸住鐵球的，電路的通斷是靠敲擊或小球撞擊M來實(shí)現(xiàn)的，則電源用直流電也可以，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；為了能讓小球準(zhǔn)確敲擊到M，則實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方以便能及時(shí)斷電，故B項(xiàng)正確；為了考慮實(shí)驗(yàn)的精確性，測(cè)量小球下落的高度時(shí)應(yīng)用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離再減去小球的直徑，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；從第一個(gè)小球開始下落時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，即手動(dòng)敲擊M的時(shí)，故D項(xiàng)正確。本題答案選BD。

（2）設(shè)每個(gè)小球下落時(shí)間為t，則，由自由落體運(yùn)動(dòng)的位移公式得，注意結(jié)果保留兩位有效數(shù)值。

（3）要想減少誤差，可以增加小球下落的高度，以延長(zhǎng)下落的時(shí)間，從而減小測(cè)量下落時(shí)間而造成的誤差；還可以多次試驗(yàn)，取平均值，以減少偶然誤差等。

（4）由和可得，因此可以消去的影響。