Question

13．利用光電計(jì)時(shí)器測量重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖．所給器材有：固定在底座上帶有刻度的豎直鋼管，鋼球吸附器（固定在鋼管頂端，可使鋼球在被吸附一段時(shí)間后由靜止開始自由下落），兩個(gè)光電門（用于測量鋼球從第一光電門到第二光電門所用的時(shí)間間隔），接鋼球用的小網(wǎng)．
實(shí)驗(yàn)時(shí)，將第一光電門固定在靠近鋼球開始下落的位置．測量并求出鋼球下落不同路程的平均速度，通過作圖得出重力加速度的數(shù)值．
（1）寫出實(shí)驗(yàn)原理；
（2）寫出實(shí)驗(yàn)步驟，并指明需測量的物理量．

Answer 1

分析 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)位移與時(shí)間公式，結(jié)合平均速度的公式$\overline{v}=\frac{s}{t}$，及圖象的斜率含義，即可求出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/p>

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)原理：小球做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，
由$h=\frac{1}{2}g{t^2}$，得$\overline{v}=\frac{h}{t}=\frac{1}{2}gt$，作$\bar v-t$圖象，
根據(jù)圖線斜率k可求的重力加速度g=2k
（2）實(shí)驗(yàn)步驟：A．如圖所示安裝實(shí)驗(yàn)器材；
B．釋放小球，記錄小球從第一光電門下落到第二光電門之間的高度h和所用時(shí)間t，并填入設(shè)計(jì)好的表格中．
C．改變第二個(gè)光電門的位置，多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟B．
D．根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出$\bar v-t$圖象，并由此圖象求得重力加速度．根據(jù)圖線斜率k可求的重力加速度g=2k．
答：如上述所示．

點(diǎn)評 利用光電計(jì)時(shí)器測量重力加速度這個(gè)實(shí)驗(yàn)屬于教材的欄目“做一做”中，由此可知，對于教材上的這類拓展性實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)備參加自主招生的學(xué)生，有做一做的必要．另外，此題屬于開放性探究題，在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟大多都是教師講授給學(xué)生的，而此題中實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟是需要考生自己思考的．由此，對于想要參加自主招生的考生，有必要增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)探究的自主性．