题目内容

①在一次用单摆测定加速度的实验中,先测得摆线长为98.10cm,用游标卡尺测得小球直径如图,则单摆摆长L=
99.920
99.920
m.图甲为测量周期用的秒表,让单摆摆动n=50次时,长、短针位置如图中所示,所用时间t=
100.4
100.4
s.用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=
10000π2L
t2
10000π2L
t2
(不必代入具体数值).
②如果他测得的g值偏小,可能的原因是[]
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时,秒表过迟按下
D.实验中误将49次全振动数为50次
分析:(1)考查游标卡尺和秒表的读数:先读主尺(只读整数),再加上游标尺(格数乘以分度分之一,格数找对齐的一个不估读),秒表:先读内圈,读数时只读整数,小数由外圈读出,读外圈时,指针是准确的,不用估读.
(2)由单摆的周期公式即可求解.
解答:解:(1)直径:主尺:1.8cm,游标尺对齐格数:10个格,读数:10×
1
50
=0.200mm=0.020cm,所以直径为:1.8+0.020=1.820cm
摆长:L=绳长+小球半径=98.10+1.820=99.920cm
秒表读数:内圈:1.5分钟=90s,外圈:10.4s,(指针准确不估读)所以读数为:100.4s
根据T=
L
g
得:g=
2L
T2
=
10000π2L
t2

故答案为:99.920;100.4;
10000π2L
t2

(2)A、测摆线长时摆线拉得过紧,摆长偏大,根据g=
2L
T2
可知,测得的g应偏大.故A错误.
B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,测得的单摆周期变大,根据g=
2L
T2
可知,测得的g应偏小.故B正确.
C、开始计时时,秒表过迟按下,测得的单摆周期变小,根据g=
2L
T2
可知,测得的g应偏大.故C错误.
D、实验中误将49次全振动计为50次,根据T=
t
n
求出的周期变小,g偏大.故D错误.
故选BC
点评:常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.掌握单摆的周期公式,从而求解加速度,摆长、周期等物理量之间的关系.单摆的周期采用累积法测量可减小误差.对于测量误差可根据实验原理进行分析.
练习册系列答案
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某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中,已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°;在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第n次经过最低点所用的时间内为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d.
(1)该单摆在摆动过程中的周期为
2t
n-1
2t
n-1

(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
(n-1)2π2(2l+d)
2t2
(n-1)2π2(2l+d)
2t2

(3)实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的
BD
BD

A.单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了
B.把n次摆动的时间误记为(n+1)次摆动的时间
C.以摆线长作为摆长来计算
D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
(4)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与T的数据,再以L为横坐标、T2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=
4π2
k
4π2
k
.(用k表示)若根据所得数据连成的直线的延长线没过坐标原点,而是与纵轴的正半轴相交于一点,则实验过程中可能存在的失误是
摆长漏加小球半径
摆长漏加小球半径
,因此失误,由图象求得的重力加速度的g
无影响
无影响
偏大,偏小,无影响)

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