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实验题307“节拍法”重现伽利略斜面实验

(2021-03-02 19:11:26)

   伽利略斜面实验被誉为物理学史上最美实验之一、研究小组尝试使用等时性良好的节拍法来重现伽利略的斜面实验,研究物体沿斜面运动的规律。实验所用节拍频率是每秒2拍,实验装置如图(a)所示。在光滑倾斜的轨道上装有可沿轨道移动的框架,框架上悬挂轻薄小金属片,滑块下滑撞击金属片会发出的声音(金属片对滑块运动的影响可忽略)。实验步骤如下:

从某位置(记为A0)静止释放滑块,同时开始计拍调节框架的位置,使相邻金属片发出的声恰好间隔1个拍,并标记框架在轨道上的位置A1A2A3……

测量A1A2A3……A0的距离s1s2s3……如图(b)所示。

实验题307“节拍法”重现伽利略斜面实验

将测量数据记录于下表,并将节拍数n转换成对应时间t的平方。

n

1

2

3

4

5

6

s/cm

9.5

38.5

86.2

153.2

240.3

346.4

t2/s2

0.25

1.00

C

4.00

6.25

9.00

(1)表格中“C”处的数据应为___________

(2)由表中数据分析可得,st2___________关系(填线性非线性);

(3)滑块的加速度大小为___________m/s2(结果保留2位小数)。

【答案】(12.25s2  2)线性 (30.77

【解析】

(1) 所用节拍频率是每秒2拍,所以每拍0.5s,表格中“C”处对应的是3拍,对应时间是1.5s,平方后为2.25s2

(2)表中st2的比值近似为一常数,所以st2成线性关系。

(3)加速度为,实验题307“节拍法”重现伽利略斜面实验

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