Question

4．如图1所示，某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，他找到了一个直径约为1cm左右的均匀金属球，他设计的实验步骤如下：
A．将金属球用一根不可伸长的细线系好，结点为M，将线的上端固定于O点；
B．用刻度尺测量出OM间细线的长度L作为摆长；
C．将金属球拉开一个小角度（小于5°），然后由静止释放；
D．从摆球摆到最高点时开始计时，测量出小球完成30次全振动的总时间t，
由T=$\frac{t}{30}$得出周期T；
E．改变OM间细线的长度再做几次实验，记下相应的L和T；
F．求出多次实验中测得的L和T的平均值作为计算时使用的数据，代入公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$，求出重力加速度g，则：
（1）你认为该同学在以上的实验步骤中，存在有错误或不妥的是：步骤BDF （填序号）
（2）如图2所示，是在该次实验中，用螺旋测微器测得小球直径的示意图，由图可知，小球的直径为0.608mm．

Answer 1

分析 （1）摆长等于悬点到大理石块的质心的距离；单摆在摆角较小时（小于5°）可看成简谐运动；在最低点速度最大，此时开始计时误差最小；不能通过测得物理量的平均值作为计算时使用的数据，应根据各组数据求出重力加速度，再求平均值；
（2）螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读．

解答 解：（1）摆长是摆线长度与摆球半径之和，故B错误；
为方便、准确的测量时间，应从小球摆通过最低点时开始计时，测出30次全振动的总时间t，故D错误；
必须先分别求和各组L和T值对应的g，再取所求得的各个g的平均值，故F错误；故错误的实验步骤是BDF．
（2）螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为10.8×0.01mm=0.108mm，所以最终读数为0.5mm+0.108mm=0.608mm；
故答案为：（1）BDF；（2）0.608．

点评 解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$，会用单摆的周期公式测得重力加速度对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．