题目内容
【题目】用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用_____(选填选项前的字母)。
A.长度为1 m左右的细线
B.长度为30 cm左右的细线
C.直径为1.8 cm的塑料球
D.直径为1.8 cm的铁球
(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=_____(用L、n、t表示)。
(3)用多组实验数据作出T2-L图象,也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是_____(选填选项前的字母)。
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
(4)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图所示,由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变,通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中,当O、A间细线的长度分别为l1、l2时,测得相应单摆的周期为T1、T2.由此可得重力加速度g=_____(用l1、l2、T1、T2表示)。
【答案】AD B
【解析】
(1)[1]单摆模型需要满足的两个基本条件是:摆线长远大于小球的直径和小球的密度越大越好,故AD正确,BC错误;
故选AD。
(2)[2]由题可知,单摆的周期为
根据单摆周期公式有
解得
(3)[3]A.b图线为正确图线,a图线与b图线相比,测量的周期相同时,摆长短,说明测量摆长偏小,故A错误;
B.c图线与b图线相比,测量摆长相同时,周期偏小,可能出现的原因是多记了全振动次数,故B正确;
C.根据单摆周期公式
解得,图线斜率小,说明g偏大,故C错误。
故选B。
(4)[4]设A到铁锁重心的距离为l,有
,
联立消去l解得