题目内容

(1)在测量重力加速度的实验中,某同学用一根细线和一均匀小球制成单摆.首先该同学用游标卡尺测出小球直径d 如图(a)所示,其读数为:
16.0
16.0
mm,然后测单摆的周期,每经过最低点该同学就计数一次,且第一次计数为0,他已经测得计数为n次的总时间为t,则单摆的周期为:
2t
n
2t
n
;要完成实验,该同学还需要测量的物理量是
悬挂点到小球顶端的线长l
悬挂点到小球顶端的线长l
.将g用测得量符合表示,可得g=
n2π2(l+
d
2
)
t2
n2π2(l+
d
2
)
t2

(2)另外一同学利用单摆根据公式测得的g=
4π2l
T2
值比当地标准值偏大,其原因可能是
DE
DE

A.摆球质量过大                 B.摆球振幅过小
C.测量摆长时忘记加上小球半径   D.将摆长当成了摆线长和球直径之和
E.摆动次数多记了一次.
分析:游标卡尺读数为主尺刻度与游标刻度之和,根据从单摆运动到最低点开始计时且记数为0,到第n次经过最低点所用的时间内为t,确定单摆全振动的次数,再求解周期,
由T=
L
g
可知,还需测量悬挂点到小球顶端的距离l;明确单摆的有效长度,代入T=
L
g
,从而可求加速度g,根据g的表达式可确定误差原因.
解答:解:(1)游标卡尺读数为主尺刻度与游标刻度之和,故为:主尺刻度为1.6cm,游标刻度为0×
1
10
mm,故读数为:16.0mm
由题,从单摆运动到最低点开始计时且记数为0,到第n次经过最低点所用的时间内为t,则单摆全振动的次数为:N=
n
2

周期:T=
t
N
=
2t
n

由T=
L
g
,可知,还需测量悬挂点到小球顶端的距离l
单摆的长度为:L=l+
d
2

由单摆的周期公式:T=
L
g

得:g=
4π2L
T2

故联立上式,可解得:g=
n2π2(l+
d
2
)
t2

(2)根据g=
n2π2(l+
d
2
)
t2

A、B、g与摆球质量及振幅无关,故AB错误;
C、测量摆长忘记加上小球半径,则摆长变小,由上式可知g偏小,故C错误;
D、将摆长当成了摆线长和球直径之和,则L变大,故g偏大,故D正确;
E、摆动次数多记,则T偏小,故g偏大,故E正确
故选:DE
故答案为:(1)16.0;
2t
n
;悬挂点到小球顶端的线长为l;
n2π2(l+
d
2
)
t2
,(2)DE
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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(2007?汕头模拟)某学生想了解所居住高楼内电梯运行的大致规律,他设计一个利用称体重的磅秤来进行测量和研究的方案:
①把磅秤平放在电梯的地板上,他站在磅秤上,请两位同学协助他观察磅秤示数的变化情况,并记录电梯运行时不同时刻磅秤的示数.
②将两位同学随机记录的7个数据列表.由于不知记录时刻的先后,故表格数据按从小到大的次序排列,并相应标明t1、t2…t7.(记录时电梯作平稳运动)
观察
次数
时刻 磅  秤
读数(N)
1 t1 449
2 t2 450
3 t3 450
4 t4 549
5 t5 550
6 t6 551
7 t7 551
③对实验数据进行分析研究,了解电梯的运行情况,并粗略测  定电梯的加速度.
思考回答下列问题:
(1)在测量时该学生所受的重力将
不变
不变
(填“变大”、“变小”、“不变”)
(2)如果先记录到的是较小的示数,后记录到的是较大的示数,则记录时电梯相应的运动可能是(  )
A.先加速下降后减速下降         B.先减速下降后匀速下降
C.先匀速上升后减速上升         D.先减速上升后加速上升
(3)如果电梯在运行过程中经历过匀加速、匀速和匀减速三个过程,而两位同学记录的数据不知处于哪一运动阶段,则此电梯加速度的可能值为(  )
A.1.0m/s2   B.1.82m/s2   C.2.22m/s2    D.2.50m/s2
(4)由于每部电梯运行时加速度都是设定好的,如果要知道该高楼电梯的加速度,还需要测定的物理量是
该学生的质量
该学生的质量

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