题目内容

某实验小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中，已知单摆在摆动过程中的摆角小于5°；在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为L，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图所示）．     
（1）该单摆在摆动过程中的周期为
 
．
（2）从如图可知，摆球的直径为
 
 mm．
（3）实验结束后，某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大，其原因可能是下述原因中的
 

A．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了
B．把n次摆动的时间误记为（n+1）次摆动的时间
C．以摆线长作为摆长计算
D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长计算．
练习册系列答案
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一根用绝缘材料制成的轻弹簧，劲度系数为k，一端固定，另一端与质量为m、带正电荷、电量为q的小球相连，静止在光滑绝缘水平面上．当施加水平向右的匀强电场E后（如图所示），小球开始做简谐运动，关于小球的运动有如下说法：
①球的速度为零时，弹簧伸长
qE
k

②球做简谐运动的振幅为
qE
k

③运动过程中，小球的机械能守恒
④运动过程中，小球动能改变量、弹性势能改变量、电势能改变量的代数和为零
上述说法中正确的是（　　）
A、①③B、①④C、②③D、②④
摆球质量一定、摆长为l的单摆竖直悬挂中升降机内，在升降机以恒定的加速度a（a＜g）竖直加速下降的过程中，单摆在竖直平面内做小摆角振动的周期应等于（　　）
A、2π
l
g
B、2π
l
a
C、2π
l
g+a
D、2π
l
g-a
某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长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成直线，并求得该直线的斜率k．则重力加速度g=
 
．（用k表示）
在一次用单摆测定加速度的实验中，图A的O点是摆线的悬挂点，a、b点分别是球的上沿和球心，摆长L=
 
m．图B为测量周期用的秒表，长针转一圈的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格为lmin，该单摆摆动n=50次时，长、短针位置如图中所示，所用时间t=
 
s．用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=
 
（不必代入具体数值）．为了提高测量精度，需多次改变L的值并测得相应的T值．现测得的六组数据标示在以L为横坐标、T为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点．根据图中的数据点作出T2与L的关系图线．
单摆测重力加速度的原理：单摆的周期公式：
 
，由周期公式可得：g=
 
．实验中测出
 
和
 
，就可以计算出当地的重力加速度g．或根据T2=
 
或l=
 
．作出T2-l图象，应该是一条直线，根据直线的斜率求出当地的重力加速度g．
某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.50cm，摆球直径为2.0cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间为99.8s，则：
（1）该单摆摆长为
 
cm；
（2）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期，从而得出一系列对应的L与T2的数据，再以L为横坐标，T2为纵坐标．将所得数据描点，连成直线．如图所示，并求得该直线的斜率为k，则重力加速度g=
 
．（用k表示）
测量振动时间，应从摆球经过
 
位置开始计时（填“最高点”或“最低点”）．
某同学利用单摆周期公式测定重力加速度．
（1）该同学用游标卡尺测量摆球的直径，其读数如图1所示，某次测量中该同学又测得摆线长度为42.22cm，则该次实验中单摆的摆长为L=
 
cm．（结果保留两位小数） 
（2）若该同学测得单摆进行n次全振动所花时间为t，则计算重力加速度的表达式为g=
 
．（用（1）（2）问中所给符号表达）
（3）若该同学在用上述方法测量的过程中，误将n-1次全振动当成了n次全振动，则用此方法计算出的重力加速度相对真实值将
 
．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（4）如果另一位同学在做这个实验时没有测量摆球直径，仅仅测出了单摆的绳长l，他多次进行实验，测量了多组数据，描绘出了单摆摆动周期的平方T2随绳长l的关系，则图2中的
 
（填“甲”、“乙”或“丙”）最有可能是他测得的图线．若图线的斜率为k，纵轴截距为b，则该同学用这种方法测量重力加速度的表达式应为
 
．

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