题目
自由落体仪如图所示,其主体是一个有刻度尺的立柱,其上装有磁式吸球器、光电门1、光电门2、捕球器、小钢球。利用自由落体仪测量重力加速度实验步骤如下:
①将自由落体仪直立于水平地面上,调节水平底座使立柱竖直,固定好吸球器;
②适当调节两光电门1、2的位置,由刻度尺读出两光电门的高度差为h1 , 用吸球器控制使小球自由下落,由光电计时器读出小球由光电门1到光电门2的时间,重复数次,求出时间的平均值为t1;
③光电门1不动,光电门2的位置下移,再用刻度尺读出两光电门的高度差为h2 , 用吸球器控制使小球自由下落,由光电计时器读出小球由光电门1到光电门2的时间,重复数次,求出时间的平均值为t2;
④计算重力加速度值g。请回答下列问题:
(1)
在步骤③中光电门1的位置保持不动的目的是。
(2)
若小球到达光电门1时的速度为v1 , 当地重力加速度为g,则小球通过两光电门间平均速度v的表达式为。(用v1、g和t1表示)
(3)
用测得的物理量表示重力加速度值g=。(用h1、h2和t1、t2表示)
答案: 【1】保证每次通过光电门 1 时的速度相同
【1】v1+gt12
【1】2(h1t2−h2t1)t1t2(t1−t2)