题目内容
8.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.①(单选题)他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图1所示.这样做的目的是A(填选项前字母).
A.保证摆动过程中摆长不变,在改变摆长时方便调节摆长
B.可使周期测量得更加准确
C.保证摆球在同一竖直平面内摆动
②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图2所示,则该摆球的直径为12.0mm,单摆摆长为0.9930m.
③(单选题)如果他测得的g值偏小,可能的原因是A.(填选项前字母)
A.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
B.测摆线长时摆线拉得过紧
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单摆的摆长在摆动中不能变化.而摆长是影响周期的因素,应该在研究的时候予以改变,看看周期与摆长的关系;
②游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标卡尺,不需估读,摆长等于悬点到球心的距离;
③根据单摆周期公式求出重力加速度的表达式,然后根据表达式分析实验误差.
解答 解:①橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,是为了防止动过程中摆长发生变化,如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时,方便调节摆长,故A正确,BC错误.故选:A.
②游标尺的读数规则为:固定刻度(主尺)+可动刻度(游尺),游标卡尺读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数,即12mm,然后看游标上第0条刻度线与尺身的刻度线对齐,即0.mm,所以游标卡尺示数为d=12.0mm;单摆摆长为:L=l-$\frac{d}{2}$=0.9990m-0.0060m=0.9930m;
(3)据单摆的周期T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$解得:g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$,当g值偏小,可能L偏小或T偏大;
A、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了则实验中周期的测量值偏大,所以g的测量值偏小,故A正确;
B、摆线拉得过紧,则L的测量值偏大,g的测量值偏大.故B错误;
C、秒表过迟按下,使测得周期偏小,实验中将49次全振动误记为50次,则周期的测量值偏小,g的测量值偏大,故CD错误.
故答案为:①A;②12.0mm;0.9930; ③A.
点评 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;摆长要注意是悬点到球心的距离,一般可利用摆线长度加球的半径的方式得到,题目中的方式不是特别常用.
练习册系列答案
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9.在物理学发展史上,伽利略、牛顿等许许多多科学家为物理学的发展做出了巨大贡献,以下选项中符合伽利略和牛顿的观点的是( )
A. | 两物体从同一高度做自由落体运动,较轻的物体下落较慢 | |
B. | 人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上跳起后,将落在起跳点的前方 | |
C. | 伽利略利用斜槽实验,直接得出了速度与时间成正比,并合理外推得出物体自由下落的速度与时间成正比 | |
D. | 一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明:静止状态才是物体不受力时的“自然状态” |
16.如图所示,两根长度不同的轻质细线分别系有两个质量相同的小球A、B,细线的上端都系于O点.现让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. | A球所受的拉力小于B球所受的拉力 | |
B. | 两小球做匀速圆周运动的周期相等 | |
C. | 两小球做匀速圆周运动的线速度相等 | |
D. | 两小球做匀速圆周运动的向心加速度相等 |
3.一物体从长为L的光滑斜面的顶端由静止开始匀加速滑下,经时间t滑到底端,则( )
A. | 运动全过程的平均速度为$\frac{L}{t}$ | B. | 在$\frac{t}{2}$时刻的即时速度为$\frac{2L}{t}$ | ||
C. | 在斜面中点的即时速度为$\frac{\sqrt{2}L}{t}$ | D. | 运动到中点所需时间为$\frac{t}{2}$ |
20.如表是利用单摆测量某地区重力加速度的一组实验数据,请根据实验任务以及所给出的实验数据回答以下问题:
(表中L为摆长、t为单摆摆动50个周期的时间)
(1)写出利用单摆测量重力加速度g所依据的物理原理的表达式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$.
(2)根据如表提供的实验数据,应该采取作图法的实验数据处理方法来求解g,选用这种数据处理方法的依据可以用${T}^{2}=\frac{4{π}^{2}}{g}L$的数学表达式来表述.
(3)利用如图实验数据求解g的主要步骤以及与之对应的数据处理方式是:①将间接测量量t50转换为T,T=$\frac{t}{50}$,②作T2-L图,③求斜率b,b=$\frac{{T}_{2}^{2}-{T}_{1}^{2}}{{L}_{2}-{L}_{1}}$,④由斜率求解g,g=$\frac{4{π}^{2}}{b}$,最后再进行误差分析.
L/cm | 65.00 | 70.00 | 75.00 | 80.00 | 85.00 | 90.00 |
t/s | 80.86 | 83.92 | 86.86 | 89.72 | 92.47 | 95.15 |
(1)写出利用单摆测量重力加速度g所依据的物理原理的表达式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$.
(2)根据如表提供的实验数据,应该采取作图法的实验数据处理方法来求解g,选用这种数据处理方法的依据可以用${T}^{2}=\frac{4{π}^{2}}{g}L$的数学表达式来表述.
(3)利用如图实验数据求解g的主要步骤以及与之对应的数据处理方式是:①将间接测量量t50转换为T,T=$\frac{t}{50}$,②作T2-L图,③求斜率b,b=$\frac{{T}_{2}^{2}-{T}_{1}^{2}}{{L}_{2}-{L}_{1}}$,④由斜率求解g,g=$\frac{4{π}^{2}}{b}$,最后再进行误差分析.