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. 某同学利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。

(1) 仔细观察图甲所示的实验装置，请指出该同学在实验操作中存在的两处错误：

①；

②；

(2) 该同学经正确操作得到如图丙所示的纸带，并选取连续的六个计数点，测得 $\text{[math]}$ ，若打点的周期为 $\text{[math]}$ ，则打 $\text{[math]}$ 点时速度 $\text{[math]}$ （用题目中所给物理量的字母表示），若分别计算出各计数点对应的速度数值，并在坐标系中画出 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的关系图线，如图乙所示，则重力加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ；

(3) 经过多次实验，该同学发现，加速度的测量值总是比当地的重力加速度偏小，可能的原因是_____。 A. 用刻度尺测量计数点间距时有误差 B. 重锤和纸带下落时受到阻力的作用

实验探究题普通

2. 甲、乙两位同学设计了利用自由落体运动测重力加速度实验。甲同学由静止释放一金属小球，乙同学用手机连拍功能拍出小球下落的照片，小球在下落过程中连续拍出的五张照片经技术处理后对应在空中的实际位置如图所示。已知手机每秒拍摄30张照片，忽略空气阻力。

(1) 相邻两张照片的时间间隔为 $\text{[math]}$ s（用分式表示）。

(2) 当地的重力加速度大小为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）。

(3) 小球运动到d点时的速度大小为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）。

(4) 小球从释放到下落至d点经过时间为s（保留2位有效数字）。

实验探究题普通

3. 某同学研究自由落体运动的规律时，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，用手机拍摄小球自由下落的视频，然后用相应的软件处理得到分帧图片，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信息，实验装置如图所示。

如图所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，相邻两帧之间的时间间隔为0.02s，刻度尺为毫米刻度尺。

(1) 图片Ⅱ中小球的瞬时速度约为m/s；（结果保留三位有效数字）；

(2) 关于实验装置和操作，以下说法正确的是（　　） A. 铅垂线的作用是检验刻度尺是否竖直 B. 刻度尺是否固定对实验误差无影响 C. 固定手机时，机身必须在竖直面内且摄像镜头正对刻度尺 D. 选择相同体积的塑料小球比铁球实验误差要小

(3) 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v²-h图像，如图所示。其中P、Q分别为两个体积相同，质量不同的小球下落的图像，由于空气阻力影响，导致重力加速度测量有误差。由图像可知。

A. 图像的斜率表示小球下落的加速度的2倍 B. 当地重力加速度应取P、Q两个图像斜率之和的四分之一 C. 小球P的质量小于小球Q的质量 D. 利用小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度

实验探究题普通