题目内容

在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，需测量的物理量是
 
．实验中重力加速度的计算公式是：
 
．
练习册系列答案
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为了利用单摆较准确地测出重力加速度，应选用的器材为（　　）
A、20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、游标卡尺、铁架台B、100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、游标卡尺、铁架台C、100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台D、100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台
在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
（1）为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最
 
（填“高”或“低”）的点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期．图甲中停表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆振动周期为
 
s．
（2）用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示．O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为
 
m．
（3）若用L表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式（用L和T表示）为g=
 
．
（1）甲、乙两同学做“用单摆测重力加速度”实验．甲同学用秒表测量单摆的周期：当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，以后摆球每次经过最低点计一次数，当数到n=60时秒表的示数如图甲所示，则该单摆的周期是
 
s（结果保留三位有效数字）；乙同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示，则游标卡尺的读数是
 
cm．
（2）在做实验时，可能导致重力加速度的测量结果偏大的原因有
 
．
A．振幅偏小
B．在未悬挂摆球之前先测定好摆长
C．摆球做圆锥摆运动
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长
（3）若两同学在实验中所用摆球密度不均匀，无法确定重心．他们采取了以下方法：第一次测得悬线长l1（未加入摆球半径），周期为T1；第二次测得悬线长为l2，周期为T2．根据上述数据，可以确定当地的g值为
 
．
某班同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，
（1）如测出摆线长为l，小球直径为D，n次全振动的时间为t，则当地的重力加速度g等于
 
（用以上字母表示），为了减小测量周期的误差，应在
 
位置开始计时和结束计时．
（2）如果单摆的偏角小于50，某小组测得的g值偏小，可能原因是
 

A．单摆的振幅较小
B．测摆线长时摆线拉得过紧
C．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度稍微增加了
D．开始计时时，秒表过迟按下
E．实验中误将49次全振动计为50次
（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出一组对应的l和T的数值，再以l为横坐标、
 
为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率k．则重力加速度g=
 
（用k表示）
某物理兴趣小组为获得当地重力加速度值，设计了如下实验，并进行了系列探究过程，假设你也是其中一员，请补充完整横线部分内容：

（1）操作过程：
①将打点计时器固定在铁架台上，如图1所示；
②将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔；
③先
 
，再释放纸带；
④获得清晰点迹的几条纸带
（2）探究过程：其中一条纸带的点迹及数据如图2所示（图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示点O以后连续的各点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点）小组成员量出DF间的距离为3.60cm，FH间的距离为5.20cm．
①计算出打点计时器打下点E时的速度vE=
 
 m/s
②计算出打点计时器打下点G时的速度vG=
 
 m/s
③利用a=
vG-vE
△t
得出g=
 
 m/s2
④利用a=
xFH-xDF
t2
得出g=
 
 m/s2
⑤为使所得重力加速度g的值更接近真实值，小组还设计使用了图象的方法，并以从静止开始下落的位置为原点建立坐标系，以竖直方向发生的位移x为纵轴以
 
 为横轴，这样图象的斜率就是重力加速度g．
在“利用单摆测重力加速度”的实验中，测得单摆的摆角小于5°，完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得的摆线长为L，用游标卡尺测得摆球的直径为d．
①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
 

②实验中有个同学发现他测得的重力加速度的值总是偏小，其原因可能是下述原因中的
 
．
A．悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B．单摆所用的摆球质量太大
C．把n次全振动的时间误作为（n-1）次全振动的时间
D．以摆线长作为摆长来计算．
（1）在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是

A．选细线做为摆线
B．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内
C．拴好摆球后，令其自然下垂时测量摆长
D．计时起止时刻，选在最大摆角处
（2）若某次测量小球的直径的示数如图1所示，图中游标上10格的长度为19mm，则小球的直径d为
 
mm．用秒表记下了单摆振动50次的时间如图2所示，由图可读出时间为
 
s．
（3）某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T2-L图线，如图3所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得g=
 
．若该同学测摆长时漏加了小球半径，而其它测量、计算均无误，也不考虑实验误差，则用上述方法算得的g值和真实值相比是
 
的（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
单摆测定重力加速度的实验中：
（1）实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图甲，该摆球的直径d=
 
mm．
（2）悬点到小球底部的长度l0，示数如图乙，l0=
 
cm

（3）实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图丙，然后使单摆保持静止，得到如图丁的F-t图象．那么：
①重力加速度的表达式g=
 
（用题目中的物理量d、l0、t0表示）．
②设摆球在最低点时Ep=0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是
 
．
A．
(F1-F3)gT2
2π2
        B．
(F1-F3)gT2
8π2
      C．
(F3-F2)gT2
6π2
     D．
(F3-F2)gT2
4π2
．

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