题目内容

在“用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）该实验依据的原理是公式
 

（2）某同学测得单摆完成n次全振动所用时间为t，摆线长度为L，摆球直径为D．则实验所在地的重力加速度g=
 

（3）实验测得g值偏大，其原因可能是下述中的
 

A．小球质量太大  B．将摆线长当作摆长，未加小球的半径  C．将振动次数n误记为（n+1）D．振幅偏小．
练习册系列答案
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在“用单摆测定重力加速度”的实验中：

（1）为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最
 
（填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期．图甲中停表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆振动周期为
 
s．
（2）用最小刻度为1mm的刻度尺测摆线长，测量情况如图乙所示．O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆线长为
 
m．
（3）用主尺最小分度为1mm，游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图丙所示，可以读出此金属球的直径为
 
mm．
（4）若实验测得的g值偏大，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，振动中出现了松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，停表提前按下
D．实验中误将49次全振动数为50次．
根据单摆周期公式，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆．
（1）用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为
 
mm．
组别 摆球材料 摆长L/m 最大摆角 全振动次数　N
A 铜 0.40 15° 20
B 铁 1.00 5° 50
C 铝 0.40 15° 10
D 木 1.00 5° 50
（2）某同学分别选用四种材料不同、直径相同的实心球做实验，各组实验的测量数据如下，若要计算当地的重力加速度，应选用第
 
组实验数据
（3）甲同学准确无误地完成实验，作出了T2-L图象为OM，乙同学也进行了与甲同学同样的实验，但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球的半径，则该同学作出的T2-L图象为图3中的
 
；
A、虚线①，不平行实线OM                 B、虚线②，平行实线OM
C、虚线③，平行实线OM                   D、虚线④，不平行实线OM
（4）在利用本实验测重力加速度过程中，若测得的g 值偏小，则可能的原因是以下各项中的
 
．
A．将振动次数N误记为（N+1）；              B．由于阻力使振幅逐渐变小
C．摆球质量太大                           D．未加小球半径，而将摆线长作为摆长．
某同学在做“利用单摆测重力加速度”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99.9s．则：
①该摆摆长为
 
cm，周期为
 
s
②由此求得重力加速度g=
 
（保留两们有效数字）
③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，秒表过迟按下
D．实验中误将49次全振动数为50次
④利用单摆测重力加速度的实验中，如果偏角小于5°，但测出的重力加速度的数值偏大，可能原因是
 

A．振幅较小
B．测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬挂点量到摆球中心
C．数振动次数时，少计了一次
D．数振动次数时，多计了一次
E．摆球做圆锥摆．
某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度．实验步骤如下：
A．按装置图安装好实验装置；
B．用游标卡尺测量小球的直径d；
C．用米尺测量悬线的长度L；
D．让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3…．当数到20时，停止计时，测得时间为t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的t2；
G．以t2为纵坐标、L为横坐标，作出t2-L图线．
结合上述实验，完成下列任务：
（1）该同学根据实验数据，利用计算机作出t2-L图线如图2所示．根据图线拟合得到方程t2=404.0L+3.0．由此可以得出当地的重力加速度g=
 
m/s2．（取π2=9.86，结果保留3位有效数字）
（2）从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是
 

A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；
B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；
C．不应作t2-L图线，而应作t-L图线；
D．不应作t2-L图线，而应作t2-（L+
12
d）图线．
某同学用单摆做测定重力加速度的实验．他将单摆挂起后，进行了以下操作：
（1）用刻度尺量出摆线的长度作为摆长L；
（2）将摆球拉离平衡位置一个小角度放开．在摆球某次通过最低点时，按下停表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次；接着一直数到第60次通过最低点时，按停表停止计时．读出这段时间t，算出T=
t60
；
（3）改变摆长重做几次，作L2-T图象，计算斜率K．则g=
 

上面步骤中需要纠正的是（1）
 
（2）
 
．
 在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得g=
4π2T2
L，只要测出多组单摆的摆长L和周期T，作出T2-L图象，就可以求出当地的重力加速度，理论上T2-L图象是一条过坐标原点的直线，某同学在实验中，用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆设，多次改变悬点到摆球顶部的距离为L0，分别测出摆球做简谐运动的周期T后，作出T2-L图象，如图所示．
①造成图象不过坐标原点的原因可能是
 

A．摆球的振幅过小
B．将L0计为摆长L
C．将（L0+d）计为摆长L
D．摆球质量过大
②由图象求出重力加速度g=
 
m/s2．（保留三位有效数字，取π2=9.86）
某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间．在某次实验中，当摆球通过最低点开始计时，同时计数为“0”，下次摆球回到最低点时计数为“1”，当计数到“100”时停止计时，此时秒表记录的时间如图所示，由图可读出时间为
 
s，可知单摆的振动周期为
 
s．
在“用单摆测定重力加速度的实验”中，测单摆周期时，当摆球经过
 
  时开始计时并计1次，测出经过该位置N次所用时间为t，则单摆周期为
 
．

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