实验专题一　测量重力加速度的几种方法 课件 -2027届高考物理一轮复习

高考总复习 物理 人教版 实验专题一　测量重力加速度的几种方法 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 利用打点计时器测量 (2026·辽宁期末)某研究小组用如图甲所示的实验装置测自由落体加速度。重物从高处由静止开始下落,重物上拖着的纸带通过电磁打点计时器,打出一系列的点,对纸带上的点迹进 行测量,即可求出自由落体加速度。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (1)除图甲中所示的装置之外,还必须使用的器材是　　　。  A.约8 V的交流电源、秒表、刻度尺 B.约8 V的交流电源、刻度尺 C.220 V的交流电源、秒表、刻度尺 D.220 V的交流电源、刻度尺 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (2)对照图甲,下面列举了该实验的几个操作步骤,其中操作错误的步骤是　　　。  A.纸带应该压在复写纸的下面 B.先接通电源开关,再松开铁夹释放纸带 C.选择质量大、体积小的重物 D.重物释放前离打点计时器远一点 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (3)小组同学选取一条符合要求的纸带,从中截取一段,O、A、B、C、D、E、F为纸带上选取的连续点迹,用刻度尺测量出各点的间距如图乙所示,所用电源的频率为50 Hz。可求出打点计时器打下D点时重物的速度vD= 　　　m/s,重物下落的加速度g=　　　m/s2。(结果均保留三位有效数字)  0.975 9.72 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　(1)电磁打点计时器使用约8 V的交流电源,并且需要测量长度。除题图甲中所示的装置之外,还必须使用的器材是约8 V的交流电源和刻度尺。 故选B。 (2)根据打点计时器使用方法可知,纸带应该压在复写纸的下面,故A正确,不符合题意;应先接通电源开关,再松开铁夹释放纸带,故B正确,不符合题意;为了减小阻力的影响,需要选择质量大、体积小的重物,故C正确,不符合题意;重物释放前应靠近打点计时器,故D错误,符合题意。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (3)根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则D点的速度为vD== m/s=0.975 m/s 根据逐差法可知,重物下落的加速度g== m/s2≈9.72 m/s2。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 利用光电门测量 (2026·河南一模)小组同学利用图甲所示装置探究自由落体运动。在同一竖直线上固定A、B两个光电门,保持光电门A的位置及小球静止释放的位置O不变,移动B改变两个光电门的距离,进行多次测量。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (1)小明依据记录的小球从光电门A运动到光电门B所经历的时间t及对应的两光电门的间距x,作出了-t图像如图乙所示,并求得图像的斜率为k1,纵轴截距为b1。 (2)小红测得小球的直径为d,依据记录的小球通过光电门B的遮光时间Δt和对应的两光电门的间距x,作出了-x图像如图丙所示,并求得图像的纵轴截距为b2。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (3)由小明作出的图像与求得的数据可知当地的重力加速度g=　　　　,小 球自O点下落到光电门A的时间为t1=　　　 　;由小红作出的图像与求得的数据可知小球经过光电门A时速度大小为vA=　　　　。(均用题中所给字母表示)  d 2k1 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　(3)小球从光电门A运动到光电门B,根据位移时间关系可得x=vAt+gt2 变形可得=vA+gt,则vA=b1,g=k1,所以g=2k1 根据自由落体运动规律可得vA=gt1,所以t1= 小球通过光电门B的速度大小为vB= 根据速度位移关系可得-=2gx 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 联立可得=+x 则=b2 所以vA=d。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 利用频闪照相法或滴水法测量 (2026·河北模拟)测定当地的重力加速度的装置如图甲所示,该实验要在暗室中进行,实验器材包括:频闪仪(带照相功能)、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、带荧光刻度的米尺、支架、漏斗、橡皮管等。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 实验步骤如下: (1)在漏斗内盛满水,旋松螺丝夹子,使水滴以一定的频率一滴滴落下。 (2)用该频闪仪发出的闪光将水滴照亮,由大到小逐渐调节频闪仪的闪光频率,直到频闪仪的闪光频率为10 Hz时,第一次看到一串仿佛固定不动的水滴,此时水滴滴落的频率为　　Hz。  (3)调节螺丝夹子,加快水滴滴落的频率,再用该频闪仪发出的闪光将水滴照亮,直到第二次看到一串仿佛固定不动的水滴。 10 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (4)利用频闪仪拍照。 (5)用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度。采集数据并处理,若测出其中几个连续的水滴的距离关系如图乙所示(用圆点代表水滴),则当地的重力加速度大小g=　　　m/s2(结果保留两位有效数字)。  (6)该实验中测得的重力加速度总是偏小的原因可能是　　　　　　　。(写出一条即可)  存在空气阻力 9.7 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　(2)当频闪仪闪光频率等于水滴滴落的频率时,可看到一串仿佛固定不动的水滴,可知水滴滴落的频率为10 Hz。 (5)设滴水的时间间隔为T0,频闪仪的拍照周期为T=0.1 s,T0=(n=2,3,4,…) 由运动学规律可知g= 代入数据联立,当n=2时,解得g≈9.7 m/s2。 (6)存在空气阻力,水滴没有做自由落体运动。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 利用传感器测量 (2026·福建厦门模拟)小厦同学利用智能手机“声学秒表”软件测量厦门地区的重力加速度大小,实验装置如图甲所示,进行以下实验操作: a.将小球放置在桌面上; b.用毫米刻度尺测量桌面与水平地面的高度差h; c.打开手机“声学秒表”软件,用钢尺水平击打小球使其下落撞击地面,手机接收到钢尺的击打声开始计时,接收到小球落地声停止计时,记录下击打声与落地声的时间间隔t,如图乙所示; 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 d.多次测量获得多组时间间隔。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (1)现有以下材质的小球,实验中应当选用　　　。  A.钢球　　　B.乒乓球　　　C.泡沫球 (2)用毫米刻度尺测量桌面与水平地面的高度差h示数如图丙所示,则h=_______cm。  (3)测得时间间隔t=0.350 s,由此可计算得重力加速度g=　　　　m/s2(保留三位有效数字)。  59.00 9.63 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (4)已知厦门地区重力加速度为9.79 m/s2,测量值与真实值相比有偏差,造成这个结果的原因可能是　　　。  A.桌面不水平,小球飞离桌面时速度斜向上 B.桌面不水平,小球飞离桌面时速度斜向下 C.未将小球半径计入高度差h D.击打时,小球的球心未对准桌面边缘 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 [解析]　(1)为了减小空气阻力的影响,应该选用材质密度较大的钢球。故选A。 (2)用分度值为1 mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数,由题图丙可知h=59.00 cm。 (3)根据公式h=gt2,代入数据可得g≈9.63 m/s2。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 (4)若小球飞离桌面时速度斜向上,竖直方向的初速度竖直向上,时间增大,根据公式h=gt2可知加速度测量值偏小,故A正确;若小球飞离桌面时速度斜向上,竖直方向的初速度竖直向下,时间减小,根据公式h=gt2可知加速度测量值偏大,故B错误;根据h=gt2可知未将小球半径计入高度差h,小球下落的高度不变,对加速度的测量不影响,故C错误;击打时,小球的球心未对准桌面边缘,则小球实际做自由落体运动的时间小于测量的时间,根据h'=gt2可知加速度的测量值偏小,故D正确。 第一章　运动的描述　匀变速直线运动的研究 $