在研究自由落体运动的时候我们做过两个实验。

1. 在研究自由落体运动的时候我们做过两个实验。

(1) 牛顿管实验：在一个两端封闭的玻璃管内，有质量不等的铁片和羽毛。玻璃管的一端有一个开关。实验一：打开开关，使玻璃管内部与外界相通，将玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。实验二：把玻璃管内部抽成真空，关闭开关，再次将玻璃管竖直放置，让铁片和羽毛从玻璃管上方同时由静止开始下落。两次实验中，某时刻铁片和羽毛的下落情况如图中的甲、乙所示，其中管内抽成真空的是乙图。对比两次实验现象，可以得出的结论是：如果没有空气阻力，质量不等的物体下落快慢（选填“相同”或“不同”）。

(2) 利用如图1所示的装置测重物下落的速度和加速度。重物从高处由静止开始下落，打点计时器打出一条纸带，A、B和C是纸带上相邻的三个点，如图2所示。测出A、B间的距离为 $\text{[math]}$ ， B、C间的距离为 $\text{[math]}$ 。已知打点计时器打下相邻两点的时间间隔为T。则打点计时器打下B点时，重物下落的速度大小 $\text{[math]}$ ；下落的加速度 $\text{[math]}$

。

【考点】

重力加速度;

【答案】

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实验探究题容易

1. 某研究性学习小组用图甲装置测定当地重力加速度，其主要操作步骤如下：

①将电磁铁、小铁球、光电门调节在同一竖直线上；

②切断电磁铁电源，小铁球由静止下落，光电计时器记录小铁球通过光电门的时间t，并用刻度尺测量出小铁球下落前球的底部和光电门的距离h；

③用游标卡尺测小球的直径d，如图乙所示。

（1）则d= mm，当地的重力加速度为（用题中给出的字母表示）；

（2）其中有几个小组同学测量g值比当地的重力加速度偏大，通过反思后提出了四种原因，你认为哪些项是合理的。

A．小球下落时受到了空气阻力

B．切断电源后由于电磁铁的剩磁，小球下落后仍受到电磁铁的引力

C．误把h当做小球下落的高度

D．将电磁铁、小铁球光电门调节在同一竖直线上不准确，在小球通过光电门时球心偏离细光束

实验探究题普通

2. 下图是某位同学利用如图甲所示的实验装置做“探究小车速度与时间关系”的实验。

(1) 有关该实验的操作，以下说法正确的是（　　） A. 打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端 B. 固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置 C. 电磁打点计时器应该接在低压直流电源上 D. 应先接通电源，待打点稳定后再释放小车

(2) 在学习自由落体运动时，该同学还想通过实验室已有的器材去研究当地的重力加速度。图乙是他研究自由落体运动时，通过实验得到的一条纸带，图中纸带是他连续取的7个计时点为计数点。

已知：电源的频率为50Hz，利用刻度尺测得 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

根据图乙可知，所选纸带第3个点时重锤的速度为m/s，当地的重力加速度为 $\text{[math]}$ 。（计算结果均保留三位有效数字）你认为实验过程中可能存在的误差有。

实验探究题普通

3. 疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。

（1）家中有等体积乒乓球、实心木球和实心钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是。

（2）下列主要操作步骤的正确顺序是。（填写各步骤前的序号）

①捏住小球，从刻度尺旁静止释放

②手机固定在三脚架上，调整好手机镜头的位置

③把刻度尺竖直固定在墙上

④打开手机摄像功能，开始摄像

（3）将小球顶部与刻度尺0刻度对齐，由静止释放，用手机连拍其下落过程：手机每隔0.1s拍摄一张照片，选取连续拍摄的3张照片如图乙所示，读出第一张和第二张照片中小球顶部对应的刻度分别为78.00cm、122.00cm，读得第三张照片中小球顶部对应的刻度为 $\text{[math]}$ 。拍第二张照片时小球的速度为m/s，计算得到当地的重力加速度g= $\text{[math]}$ （最后两空保留3位有效数字）。

（4）为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高度h，绘制了 $\text{[math]}$ 图像，如图丙所示。其中P、Q分别为两个体积不同，质量相同的小球下落的图像，由图像可知；

A．图像的斜率表示小球下落的加速度

B．小球P的体积大于小球Q的体积

C．小球P的体积小于小球Q的体积

D．由图像可知小球P测出的加速度值更接近当地重力加速度

实验探究题困难