← 题库|2025 湖北卷 · 第12题9分力学实验自由落体 题目
某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,并测量当地重力加速度 g。质量为M的重物通过细线绕过定滑轮与质量为m的遮光板相连(M>m),遮光板上有宽度为d的遮光条,遮光板下落经过光电门时,光电计时器记录遮光时间 t,重物与遮光板间用细线连接,下落高度为H时遮光板经过光电门。
(1) 用游标卡尺测量遮光条的宽度d,示数如图乙所示,则 d=____cm。
(2) 遮光板经过光电门时的速度可表示为 v=____(用题给字母表示)。
(3) 不计摩擦和绳的质量,由系统的动能定理(或牛顿第二定律)可推导出当地重力加速度的表达式 g=____(用 M、m、H、d、t 等物理量符号表示)。
(4) 多次实验,利用图丙中的 v2−H 图像(直线的斜率为k)也可计算出 g,结合(3)中的表达式,可得 g≈____m/s2(已知 k=8.5 m/s2,M=200g,m=50g,结果保留三位有效数字)。