用滴水法可以测定重力加速度的值,装置如图1所示:

用滴水法可以测定重力加速度的值,装置如图1所示:

(1)下列操作步骤的正确顺序为______(只需填写步骤前的序号)
①仔细调节水龙头和挡板的位置,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落;
②用秒表计时:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“1”,以后每听到一声水滴声,依次数“2、3、…”,一直数到“n”时,计时结束,读出秒表的示数为t.
③用刻度尺量出水龙头口距离挡板的高度h;
④在自来水龙头下安置一块挡板A,使水一滴一滴断续地滴落到挡板上.
(2)写出用上述步骤中测量的量计算重力加速度g的表达式:g=
2h(n−1)2
t2
2h(n−1)2
t2

次数 高度h/cm 空中运动
时间t′/s
1 20.10 0.20
2 25.20 0.23
3 32.43 0.26
4 38.45 0.28
5 44.00 0.30
6 50.12 0.32
(3)为了减小误差,改变h的数值,测出多组数据,记录在表格中(表中t′是水滴从水龙头口到A板所用的时间,即水滴在空中运动的时间).利用这些数据,以______为纵坐标、以
[1/2]t′2
[1/2]t′2
为横坐标作图,求出的图线斜率的大小即为重力加速度g的值.
(4)利用表中的实验数据,在空白处填上画图所需的数据,并在坐标纸中(图2)作出以第(3)问回答的内容为横纵坐标的图象,并求出g=______ m/s2.(结果保留三位有效数字)
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luoluo820202 幼苗

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解题思路:(1)根据实验原理与操作合理安排实验步骤.(2)根据实验步骤与自由落体运动的位移公式求出重力加速度的表达式.(3)根据重力加速度的表达式确定坐标轴所表示的物理量.(4)根据坐标轴所表示的量求出相关数据,然后应用描点法作图作出图象.

(1)实验时应先在水龙头底下放置挡板,然后调节水龙头使水一滴一滴滴下,再进行实验,最后测出水龙头到挡板的高度,因此合理的实验步骤是:④①②③.
(2)由实验步骤可知,一滴水下落的时间t′=[t/n−1],由自由落体运动的位移公式:h=[1/2]gt′2可得:g=[2h
t′2=
2h(n−1)2
t2.
(3)由h=
1/2]gt′2可知,以h为纵坐标,以[1/2]t′2为横坐标,h-[1/2]t′2图象是一条直线,其斜率为重力加速度.
(4)实验数据如表所示:

次数 高度h/cm 空中运动
时间t′/s [1/2t′2/s2
1 20.10 0.20 0.020
2 25.20 0.23 0.026
3 32.43 0.26 0.034
4 38.45 0.28 0.039
5 44.00 0.30 0.045
6 50.12 0.32 0.051根据表中实验数据在坐标系内描出对应点,然后作出图象如图所示:

由图象可知,重力加速度:g=
△h

1
2t′2]=[0.5012−0.2010/0.051−0.020]≈9.68m/s2
故答案为:(1)④①②③;(2)
2h(n−1)2
t2;(3)h;
1
2t′2;(4)如表所示;如图所示;9.68.

点评:
本题考点: 测定匀变速直线运动的加速度.

考点点评: 本题考查了实验步骤与实验数据的处理,应用图象法处理实验数据是常用的实验数据处理方法,应用图象法处理实验数据时,要选择合理的物理量表示纵横坐标物理量,最好使图象成为一条直线;要掌握描点法作图的方法.

1年前

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