Question

 某同學用時間傳感器代替了秒表做“用單擺測重力加速度”的實驗，傳感器電路如圖甲所示，為光敏電阻，A為一激光源，為一定值電阻，當光被擋時，就能形成一個脈沖信號；一根細線一端固定在鐵架臺上，另一端連接一質量為m，半徑為r的小球，擺線有效長度為L，如圖乙所示，請回答下列問題：

（1）激光頭A應放在單擺擺動過程中的             位置。

（2）當激光被擋住時，信號處理系統獲得的是         （填“高電壓”或“低電壓”）。

（3）若相鄰的n個高電壓脈沖的時間間距為t，則重力加速度的表達式為：       。

 

Answer 1

 （1）平衡（或最低點）  （2）低電壓  （3）

解析：（1）因單擺擺球經過平衡位置處時運動速度最大，將該位置作為計時初始時刻可減小實驗誤差，故激光頭A應放在單擺擺動過程中的平衡位置。

（2）因為當光照射光敏電阻時，其阻值變小，由分壓原理知，輸出的是低電壓信號，經處理后顯示終端反轉變成脈沖信號，故信號處理系統獲得的是低電壓。

（3）因在時間t內只有（n-1）個半周期，有效擺長為L+r,根據單擺的周期公式，即為，化簡可得：