3-1在地震、地质、勘探、气象和地球物理等领域的研究中,需要精确的重力加速度g的值。近年来测g值的一种方法叫"对称自由下落法",具体做法是:将真空长直管沿竖直方向放置,自其中O点向上抛小球又落至原处所用的时间为T2。在小球运动过程中经过比O点高H处,小球离开H处又回到H处所用时间为T1,测得T2、T1和H,就可求得g,试推导g的表达式。
3-2某同学用图甲所示的装置研究重物的自由落体运动。在符合操作规程的前提下,得到图乙所示的一段纸带。若他测得AB之间的距离为s1,BC之间的距离为s2,已知打点周期为T。则利用上述条件得到重物下落的加速度计算式为a=________;打B点时重物的瞬时速度计算式为vB=________。
利用该装置测出的加速度总比当地重力加速度值略小,其主要原因是____________。
答案:
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1-1 BCD 解析:自由落体运动是物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,它是一种初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动,如果空气阻力的作用比较小,可以忽略不计,物体的下落也可以看做自由落体运动,所以B、C、D正确,A不正确。
2-1 解析:如图所示,铁链自由下落2.45 m-0.49 m的距离,铁链下端B到达O点,此时铁链开始通过O点,至铁链上端A到达O点,算做铁链通过了O点。对本题来说要求的就是铁链AB的两端到达O点的时间差。
方法一:作出铁链AB下落过程的示意图,如图所示,因为铁链上各点的运动情况相同,因此可拿AB上的任一点为代表进行讨论。以B端为研究对象,B端到达O点所需的时间为t1,发生的位移为h1;A点到达O点所需的时间为t2,铁链长度L=0.49 m,A端发生的位移为h2=2.45 m,由图可知:
h1=h2-L=1.96 m①