题目内容

在“用单摆测定重力加速度”的实验中，将一单摆装置竖直悬于某一深度为h（未知）且开口向下的固定小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示．将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁．如果本实验的长度测量工具只能测量出筒下端口到摆球球心之间的距离l，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、l为横轴，作出T2-l图象，则可以由此图象得出我们想要测量的物理量．

（1）现有如下测量工具：A．时钟；B．秒表；C．天平；D．毫米刻度尺，本实验所需的测量工具有
 
．
（2）如果实验中所得到的T2-l 关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c 中的
 
．
（3）由图象可知，小筒的深度h=
 
cm；当地重力加速度 g=
 
m/s2（π取3.14，计算结果保留到小数点后两位）．
（4）用游标卡尺测量某一物体的厚度，如图丙所示，正确的读数是
 
mm．
练习册系列答案
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某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，如果他测得的g值偏小，可能的原因是（　　）
A、测摆线长时摆线拉得过紧B、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C、开始计时，秒表过迟停表D、实验中误将49次全振动计为50次
某次单摆摆动时间测定中，秒表的示数如图所示，则t=
 
．
几名学生进行野外考察，登上一山峰后，它们想粗略测出山顶处的重力加速度．于是他们用细线拴好石块系在树上做成一个简易单摆，然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量．同学们首先测出摆长L，然后将石块拉开一个小角度，由静止释放，使石块在竖直平面内摆动，用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t．
（1）利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=
 
；
（2）若振动周期测量正确，但由于难以确定石块重心，测量摆长时从悬点一直量到石块下端，用这次测量数据来计算山顶处重力加速度得到的值与真实值相比
 
（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）．
（3）为了比较准确测出山顶处的重力加速度，他们可以改变几次摆长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城直线，并求得该直线的斜率k，则重力加速度g=
 
（用k表示）
（1）甲、乙两同学做“用单摆测重力加速度”实验．甲同学用秒表测量单摆的周期：当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为0，以后摆球每次经过最低点计一次数，当数到n=60时秒表的示数如图甲所示，则该单摆的周期是
 
s（结果保留三位有效数字）；乙同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示，则游标卡尺的读数是
 
cm．
（2）在做实验时，可能导致重力加速度的测量结果偏大的原因有
 
．
A．振幅偏小
B．在未悬挂摆球之前先测定好摆长
C．摆球做圆锥摆运动
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长
（3）若两同学在实验中所用摆球密度不均匀，无法确定重心．他们采取了以下方法：第一次测得悬线长l1（未加入摆球半径），周期为T1；第二次测得悬线长为l2，周期为T2．根据上述数据，可以确定当地的g值为
 
．
某同学做用单摆测重力加速度的实验．该同学先测出了摆线长为l，摆球的直径为d．然后测单摆的周期：将摆球拉起一个小角度，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第n次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间为t．则该单摆的摆长为L=
 
；单摆的周期T=
 
（用t和n表示）．根据单摆的周期公式T=
 
得出重力加速度g=
 
．
某物理兴趣小组为获得当地重力加速度值，设计了如下实验，并进行了系列探究过程，假设你也是其中一员，请补充完整横线部分内容：

（1）操作过程：
①将打点计时器固定在铁架台上，如图1所示；
②将接有重物的纸带沿竖直方向穿过打点计时器的限位孔；
③先
 
，再释放纸带；
④获得清晰点迹的几条纸带
（2）探究过程：其中一条纸带的点迹及数据如图2所示（图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示点O以后连续的各点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点）小组成员量出DF间的距离为3.60cm，FH间的距离为5.20cm．
①计算出打点计时器打下点E时的速度vE=
 
 m/s
②计算出打点计时器打下点G时的速度vG=
 
 m/s
③利用a=
vG-vE
△t
得出g=
 
 m/s2
④利用a=
xFH-xDF
t2
得出g=
 
 m/s2
⑤为使所得重力加速度g的值更接近真实值，小组还设计使用了图象的方法，并以从静止开始下落的位置为原点建立坐标系，以竖直方向发生的位移x为纵轴以
 
 为横轴，这样图象的斜率就是重力加速度g．
在用单摆测重力加速度的实验中
（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？将所选用的器材的字母填在题后的横线上．
（A）长1m左右的细绳；        （B）长30m左右的细绳；
（C）直径2cm的铅球；         （D）直径2cm的铁球；
（E）秒表；                  （F）时钟；
（G）最小刻度是厘米的直尺；    （H）最小刻度是毫米的直尺．
所选择的器材是
 
．
（2）某同学测出不同摆长时对应的周期T，作出T2～L图线，如图所示，再利用图线上任两点A、B的坐标（x1，y1）、（x2，y2），可求得g=
 
．
（3）在本实验中，由于摆球形状不规则，无法准确测量摆长l，但摆线的长度l′可以准确测量．现使用同一摆球，多次改变摆线长度l′并测得每一次相应的摆动周期T，对于数据处理方法，下列说法中正确的是
 

（A）l′与T2不是直线关系
（B）摆长l可以利用l′-T2图线求出
（C）l′与T2是直线关系，在理论上，l′-T2直线的斜率与l-T2直线的相同
（D）l′与T2是直线关系，在理论上，l′-T2直线的斜率与l-T2直线的不同
（4）写出两条对提高实验结果准确程度有益的建议：
①
 
；
②
 
．
利用落体法“测定重力加速度”的实验装置如图所示．让物体从高处由静止下落，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．在某次实验中得到了一条较为理想的纸带．在纸带上依次确定了5个点，各个点到“1”点的距离已标注在纸带上，请根据纸带回答：

（1）打第4个点时重物下落的速度为
 
 m/s（结果保留三位有效数字）．
（2）当地的重力加速度大小是
 
 m/s2（结果保留三位有效数字）．

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