题目内容
某同学做“用单摆测重力加速度”的实验时,手边只有一把长为20cm的学生用刻度尺,由于没有足够长的刻度尺,因此无法测出单摆的摆长,所以这位同学采取了如下的实验方法:
如图所示,先将单摆的摆长调为L1(如图中实线所示),测出单摆50次全振动的时间并计算出此时单摆振动周期T1;再将单摆的摆长调为L2(如图中虚线所示),测出单摆50次全振动的时间并计算出此时单摆振动周期T2;则由图可知,上述两次测量中,单摆的摆长变化量△L=
(用△L、T1、和T2表示).
如图所示,先将单摆的摆长调为L1(如图中实线所示),测出单摆50次全振动的时间并计算出此时单摆振动周期T1;再将单摆的摆长调为L2(如图中虚线所示),测出单摆50次全振动的时间并计算出此时单摆振动周期T2;则由图可知,上述两次测量中,单摆的摆长变化量△L=
15.23
15.23
cm.由此实验测重力加速度的表达式为g=4π2△L | ||||
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4π2△L | ||||
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分析:由图示刻度尺可以求出摆长的变化量;根据单摆的周期公式求出重力加速度的表达式.
解答:解:由图示可知,△L=15.23cm;
T1=2π
,T2=2π
,△L=L1-L2,
解得:g=
;
故答案为:15.23;
.
T1=2π
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解得:g=
4π2△L | ||||
|
故答案为:15.23;
4π2△L | ||||
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点评:本题考查了刻度尺读数、求重力加速度问题,对刻度尺读数时视线要与刻度线垂直;应用单摆周期公式可以求出重力加速度的表达式.
练习册系列答案
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I.某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV(RV在800Ω-900Ω之间)实验步骤和方法是:
①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用______(用器材的序号字母表示)
(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真及测量误差,下列说法中正确的是______.
A.R测>R真
B.R测<R真
C.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越大
D.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离.
丙同学猜:复摆的摆长应该大于.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于.
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”)
(2)用T表示板长为L的复摆看成摆长为.单摆的周期计算值(),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
由上表可知,复摆的等效摆长______(选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T图,并根据图象中反映出的规律求出L等=______.(结果保留三位有效数字,其中L等是板长为L时的等效摆长).
①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用______(用器材的序号字母表示)
(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R测和真实值R真及测量误差,下列说法中正确的是______.
A.R测>R真
B.R测<R真
C.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越大
D.若RV越大,测量值R测相对于真实值R真的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离.
丙同学猜:复摆的摆长应该大于.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于.
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”)
(2)用T表示板长为L的复摆看成摆长为.单摆的周期计算值(),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
板长L/cm | 25 | 50 | 80 | 100 | 120 | 150 |
周期计算值T/s | 0.70 | 1.00 | 1.27 | 1.41 | 1.55 | 1.73 |
周期测量值T/s | 0.81 | 1.16 | 1.47 | 1.64 | 1.80 | 2.01 |
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T图,并根据图象中反映出的规律求出L等=______.(结果保留三位有效数字,其中L等是板长为L时的等效摆长).