题目内容
【题目】甲同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一个儿童玩具弹力小球,其直径大小为2cm,代替实验用小球,他设计的实验步骤如下:
A.将弹力球用长细线系好,结点为A,将线的上端固定于O点
B.用刻度尺测量OA间线的长度L作为摆长
C.将弹力球拉开一个大约的角度,然后由静止释放
D.从弹力球摆到最高点时开始计时,测出50次全振动的总时间t,由T=t/50得出周期T
E.改变OA间线的长度再做几次实验,记下每次相应的L和T值
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,求出重力加速度g。
(1)该中学生以上实验中出现重大错误的步骤是______________。
(2)该中学生用OA的长作为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值________ (“偏大”或“偏小”)。
(3)另一位乙同学在完成该实验时,通过改变摆线的长度,测得6组和对应的周期T,画出L-T图线,然后在图线上选取A、B两个点,坐标如图所示。他采用恰当的数据处理方法,则计算重力加速度的表达式应为g= ,请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比,将 (“偏大”、 “偏小”或“相同”)。造成图形不过坐标原点的原因是 。(填“多加球半径”或“漏加球半径”)
【答案】(1)BCDF(2)偏小(3);相同;多加球半径
【解析】
试题分析:(1)B(摆长应从悬点到弹力球的质心)、C(摆角太大,不能看作简谐运动)、D、(测量时间应从单摆摆到最低点开始)、F(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).
(2)由可知,摆长偏短,所以测得的重力加速度偏小;
(3)设两次实验中摆线长分别为LA、LB,对应的周期分别为TA、TB,弹力球质心到M点的距离为x,由,,解得: ;由计算结果可知,该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比相同;由图线可知,造成图形不过坐标原点的原因是多加球半径。