Question

【題目】某同學利用如圖所示的實驗裝置來測量重力加速度g。細繩跨過固定在鐵架臺上的輕質滑輪，兩端各懸掛一只質量為M的重錘。實驗操作如下：

①用米尺量出重錘1底端距地面的高度H；

②在重錘1上加上質量為m的小鉤碼；

③左手將重錘2壓在地面上，保持系統靜止。釋放重錘2，同時右手開啟秒表，在重錘1落地時停止計時，記錄下落時間；

④重復測量3次下落時間，取其平均值作為測量值t。

請回答下列問題：

（1）步驟④可以減小對下落時間t測量的_________（選填“偶然”或“系統”）誤差。

（2）滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差。現提供一些橡皮泥用于減小該誤差，可以怎么做_______？

（3）使用橡皮泥改進實驗后，重新進行實驗測量，并測出所用橡皮泥的質量為. 用實驗中的測量量和已知量表示g，得g=_______________________。

Answer 1

【答案】偶然 可以在重錘1上粘上橡皮泥，調整橡皮泥的質量，直至輕拉重錘1時，能觀察到重錘勻速下落，這時即可平衡摩擦力

【解析】

(1)區別系統誤差和偶然誤差；

(2)改變重錘本身的質量平衡滑輪的摩擦力；

(3)根據牛頓第二定律求解重力加速度。

(1)[1]在數據的測量過程中會由于人為的原因造成偶然誤差，多次測量可以減小測量的偶然誤差；

(2)[2]滑輪的摩擦阻力會引起實驗誤差，可以通過在重錘上粘橡皮泥改變重錘的質量，使重錘能夠勻速下滑，這樣就實現了平衡摩擦力；

(3)[3]使用橡皮泥改進實驗后，重新進行實驗測量，橡皮泥的質量為，對系統應用牛頓第二定律：

根據運動學公式：

解得：

將摩擦力值和加速度值代入牛頓第二定律方程中解得：