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在利用单摆测定重力加速度的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到g=
4
π
2
L
T
2
.只要测出多组单摆的摆长L和运动周期T,作出T
2
-L图象,就可以求出当地的重力加速度.理论上T
2
-L图象是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图象如图所示.
(1)造成图象不过坐标原点的原因是
;
(2)由图象求出的重力加速度g=
m/s
2
.(取π
2
=9.87,结果保留三位有效数字)
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在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,有人提出以下几点建议:
A.适当加长摆线
B.质量相同,体积不同的摆球,应选用体积较大的
C.体积相同,质量不同的摆球,应选用质量较小的
D.单摆偏离平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆摆动的周期
其中对提高测量结果精度有利的是
.
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,示数如图甲所示,该摆球的直径d=
mm.
(2)悬点到小球底部的长度l
0
,示数如图乙所示,l
0
=
cm
(3)实验时用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图丙所示,然后使单摆保持静止,得到如图丁所示的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、l
0
、t
0
表示).
②设摆球在最低点时E
p
=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.
(
F
1
-
F
3
)g
T
2
2
π
2
B.
(
F
1
-
F
3
)g
T
2
8
π
2
C.
(
F
3
-
F
2
)g
T
2
6
π
2
D.
(
F
3
-
F
2
)g
T
2
4
π
2
在“用单摆测重力加速度”的实验中,某同学的操作步骤为:
a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上
b.用米尺量得细线长度l=1m
c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=
t
n
=2.05s
e.用公式g=
4
π
2
l
T
2
计算重力加速度
上述步骤中有明显误差的是
(填字母),按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比
(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).改进后用游标卡尺测量小球的直径如图所示,直径=
mm,再按原有数据带入公式得g=
m/s
2
(保留两位有效数字).
在一次用单摆测定加速度的实验中,图A的O点是摆线的悬挂点,如图示,摆长L=
m.图B为测量周期用的秒表,长针转一圈的时间为30s,表盘上部的小圆共15大格,每一大格为1min,该单摆摆动n=50次时,长、短针位置如图中所示,所用时间t=
s.为了提高测量精度,需多次改变L的值并测得相应的T值.现测得的六组数据标示在以L为横坐标、T为纵坐标的坐标纸上,即图中用“×”表示的点.根据图中的数据点作出T
2
与L的关系图线.若甲同学测摆长时,忘记测摆球的半径,则他用图线法求得的重力加速度
(填“偏大”或“偏小”或“准确”)
在“用单摆测定重力加速度”实验中,某同学进行如下步骤:
(1)用毫米刻度尺测得摆线长L,用20分度的游标卡尺测得摆球的直径如图1所示,则摆球的直径为
mm.
(2)把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放,使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测出单摆做n次全振动所用的时间t,秒表读数如图2所示,则读数为
s
(3)实验中对提高测量结果精度有利的建议是
.
A.单摆的摆线不能太短
B.单摆的摆球密度尽可能大
C.单摆的摆角越大越好
D.从平衡位置开始计时,测量一次全振动的时间作为摆动周期.
在做“用单摆测重力加速度”的实验中:
(1)在摆球某次通过平衡位置时开始计时,并将这次通过平衡位置时记为1,数出每次通过平衡位置的总次数为n,用停表记下所用时间为t,则单摆的周期T=
.
(2)用游标卡尺测量摆球直径d,把摆球用细线悬挂在铁架台上,用米尺测量出悬线长度ι,则单摆摆长为L=
.而测量摆球直径时游标卡尺示数部分如图,那么摆球的直径d=
cm.
(3)请根据上述测量写出重力加速度的表达式:g=
(写字母表达式)
(1)某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验.①测摆长时测量结果如图1所示(单摆的另一端与刻度尺的零刻线对齐),摆长为
cm;然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如图2所示,秒表读数为
s.
②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,振动中出现了松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表滞后按下
D.实验中误将49次全振动数为50次
(2)另一同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,测周期时,当摆球经过平衡位置时开始计时并计数l次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为
.
在《探究单摆周期与摆长关系》的实验中,
(1)关于安装选择仪器及测量时的一些实验操作,下列说法中正确的是
.
A.用米尺测出摆线的长度,记为摆长l
B.实验中应选择体积较小、质量较大的小球
C.使摆线偏离竖直方向某一角度α(接近5°),然后静止释放摆球
D.测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期
(2)实验测得的数据如表所示.
次数
1
2
3
4
5
摆长l/cm
80.00
90.00
100.00
110.00
120.00
30次全振动
时间t/s
53.8
56.9
60.0
62.8
65.7
振动周期T/s
1.79
1.90
2.00
2.09
2.19
振动周期
的平方T
2
/s
2
3.20
3.61
4.00
4.37
4.80
请将笫三次的测量数据标在图中,并在答卷图中作出T
2
随l变化的关系图象.
(3)根据数据及图象可知单摆周期的平方与摆长的定量关系是
.
关 闭
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