Question

（1）有一種“傻瓜”相機的曝光時間（快門打開到關閉的時間）是固定不變的．為了估測該相機的曝光時間，有位同學提出了下述實驗方案：他從墻面上A點的正上方與A相距H=1.5m處，使一個小石子自由落下，在小石子下落通過A點后，立即按動快門，對小石子照相，得到如圖所示的照片，由于石子的運動，它在照片上留下一條模糊的徑跡CD．已知每塊磚的平均厚度是6cm．請從上述信息估算出這個“傻瓜”相機的曝光時間為______．（要求保留1位有效數字）
（2）有以下幾個分組實驗：
A．用單擺測定重力加速度
B．研究勻變速直線運動
C．驗證機械能守恒定律
D．驗證動量守恒定律
上述實驗中需要打點計時器的實驗是______；需要天平的是______；需要刻度尺（或三角板）的實驗是______．（填寫字母符號）

Answer 1

【答案】分析：（1）石子做自由落體運動，它留下徑跡CD的對應運動時間即為照相機的曝光時間．由照片可以看出，CD的實際長度為兩塊磚的厚度．由位移公式分別石子從開始下落到C、D的時間，再求解曝光時間；
（2）A球下擺過程機械能守恒，根據守恒定律列式求最低點速度；球A上擺過程機械能再次守恒，可求解碰撞后速度；碰撞后小球B做平拋運動，根據平拋運動的分位移公式求解碰撞后B球的速度，然后驗證動量是否守恒即可．
解答：解：（1）石子做自由落體運動，它留下徑跡CD的對應運動時間即為照相機的曝光時間．
設開始下落點為O．由照片可以看出，CD長對應兩塊磚的厚度，即CD的實際長度為：CD=6×2cm=0.12m，則0C=1.5+5×0.06m=1.8m，OD=1.92m，
由h_OC=知，
從O到C的時間t_C=
從O到D的時間t_D=
所以曝光時間△t=t_D-t_C=0.02s．
故答案為：0.02s
（2）研究勻變速直線運動實驗與驗證機械能守恒定律實驗都需要用打點計時器；
驗證動量守恒定律實驗需要用天平測出小球的質量；
以下四個實驗都用到刻度尺：A、用單擺測定重力加速度； B、研究勻變速直線運動；
C、驗證機械能守恒定律； D、驗證動量守恒定律．
故答案為：BC；D；ABCD．
點評：（1）本題是實際問題，首先要搞清物理情景，明確已知條件與所求曝光時間的關系，原理不難．
（2）明確實驗原理，理解各實驗的實驗原理與實驗器材．