题目内容

在“用单摆测定重力加速度”的实验中，①测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d，则摆长为
l+
d
2
l+
d
2
；②测周期时，当摆球经过
平衡
平衡
位置时开始计时并计数1次，测出经过该位置N次（约60～100次）的时间为t，则重力加速度的表达式为
π2(l+
d
2
)(N-1)2
t2
π2(l+
d
2
)(N-1)2
t2
．
分析：摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和；经过平衡位置时速度最大，开始计时误差较小；
完成一次全振动所需的时间为一个周期；根据单摆的周期公式T=2π
L
g
推导重力加速度的表达式．
解答：解：①摆长等于摆线的长度与摆球的半径之和，所以摆长为l+
d
2
．
    ②摆球经过平衡位置时速度最大，最大位移处速度为0，在平衡位置开始计时误差较小．完成一次全振动的时间为一个周期，一个周期内2次经过平衡位置，
所以T=
t
N-1
2
=
2t
N-1
．
   根据T=2π
L
g
，
g=
4π2L
T2
=
π2(l+
d
2
)(N-1)2
t2

故答案为：①l+
d
2

②平衡，
π2(l+
d
2
)(N-1)2
t2
点评：解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=2π
L
g
．知道摆长为摆线长度和摆球半径之和，从平衡位置开始计时误差较小．
练习册系列答案
相关题目
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）
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）某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用秒表测单摆完成40次全振动的时间如图所示，则单摆的周期为
2.005
2.005
s．
（5）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）
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）用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
π2(n-1)2(L+
d
2
)
t2
π2(n-1)2(L+
d
2
)
t2
．
（2）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
（3）某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用秒表测单摆完成40次全振动的时间如图所示，则单摆的周期为
1.995
1.995
s．
（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）
在《用单摆测定重力加速度》的实验中，某同学测出的g值比当地值大，造成的原因可能是（　　）
A、摆角太大了（摆角仍小于10°）B、量摆长时从悬点量到球的最下端C、计算摆长时忘记把小球半径加进去D、摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动E、计算周期时，将（n-1）次全振动误记为n次全振动
(Ⅰ)(1)某同学在做“用单摆测定重力加速度”实验时，用刻度尺测得摆线长为1 000mm，又用十分度游标卡尺测得小球直径如图所示，则单摆摆长为__________mm。

(2)他测得的g值偏小，可能的原因是(    )

A．测摆线长度时拉得过紧

B．摆线上端未牢固地系于悬点，摆动中出现松动致使摆线长度增加了

C．开始计时时，秒表提前按下

D．实验中误将49次全振动数为50次

(Ⅱ)某同学研究加在“4 V  0．7 A”的小灯泡两端的电压和通过它的电流的关系，备有下列器材：

A．电动势E=6 V的直流学生电源

B．量程为0—5 V的电压表

C．量程为0—15 V的电压表

D．量程为0—1 A的电流表

E．量程为0—3 A的电流表

F．阻值为0—1 kΩ的滑动变阻器

G．阻值为0—10 Ω的滑动变阻器

H．一个电键、导线若干

(1)将所选用器材连接成实验所用的电路实物图。

(2)依据所测数据画出的I-U图线如图所示，说明I-U图线变为曲线的理由：___________________

(3)若将该小灯泡接在电动势为3．0 V，内阻为5．0 Ω的电池两端，则小灯泡的实际功率为____________W。

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