Question

用图示装置测量重锤的质量，在定滑轮两侧分别挂上重锤和n块质量均为的铁皮，重锤下端贴一遮光片，铁架台上安装有光电门，调整重锤的高度，使其从适当的位置由静止开始下落，读出遮光片通过光电门的挡光时间；从定滑轮左侧依次取下1块铁皮放到右侧重锤上，让重锤每次都从同一位置由静止开始下落，计时器记录的挡光时间分别为、…，计算出、…

（1）挡光时间为时，重锤的加速度为，从左侧取下块铁片置于右侧重锤上时，对应的挡光时间为，重锤的加速度为，则        （结果用和表示）。

（2）作出的图线是一条直线，直线的斜率为k，则重锤的质量       。

（3）若重锤的质量约为，为使实验测量数据合理，铁片质量比较恰当的取值是         。

A．

B．

C．

D．

（4）请提出一条减小实验误差的建议：              。

Answer

（1）；（2）；（3）C

（4）选取轻质小滑轮（减小滑轮与轴之间的摩擦或选取密度较大的重锤或减小绳与滑轮间摩擦）

【解析】试题分析：（1）设挡光条的宽度为d，则重锤到达光电门的速度，

当挡光时间为时的速度①，

挡光时间为时的速度②，

重锤在竖直方向做匀加速直线运动，则有：

③，

④，

由①②③④解得：。

（2）根据牛顿第二定律得：⑤

⑥

由⑤⑥解得：，

作出的图线的斜率为k，则

解得：。

（3）重锤的质量约为，为了使重锤的加速度不至于太大，或把铁片取下放到重锤上时，加速度产生明显的变化，则铁片的质量不能太小，也不能太大，所以和都不适合，故C正确。

（4）为了减小实验误差，我们可以减小绳与滑轮间的摩擦力或选取密度较大的重锤。

考点：验证机械能守恒定律

【名师点睛】本实验比较新颖，考查了运动学基本公式就牛顿第二定律的应用，要求同学们知道，当时间较短时，可以用平均速度代替瞬时速度。