题目内容
【题目】某同学想在家做“单摆测定重力加速度”的实验,但没有合适的摆球,他找来一块体积约为3 cm3、外形不规则的金属块代替摆球,用细线将金属块系好并悬挂于O点,金属块与细线结点为M,如图所示:
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(1)拉开金属块,由静止释放,当它摆到________(填“最高点”或“最低点”)开始计时,若金属块完成n次全振动,所用的时间为t,则摆动周期T=________;
(2)该同学用OM的长度作为摆长,多次改变摆长记录多组L、T值。若用公式法计算出各组的重力加速度,再取平均值,那么得到的重力加速度与真实值相比__________(填“偏大”或“偏小”);
(3)为此他想改用图像法,以周期的平方T2为纵坐标,OM的长度L为横坐标,做出T2-L图像。如果其他操作都无误,则他作出的图像可能是图中的_______(选填“a”,“b”或“c”);然后根据图像的斜率k,就可测出该地的重力加速度g=_______。
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【答案】最低点
偏小 b
【解析】
(1)[1][2].拉开金属块,由静止释放,当它摆到最低点开始计时;若金属块完成n次全振动所用的时间为t,则摆动周期
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(2)[3].根据单摆周期公式
可得
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由于摆绳的长度OM作为摆长,所用摆长小于真实的摆长,所以g值偏小;
(3)[4][5].单摆的摆长等于金属块的重心到悬点的距离,即为摆线长L与金属块的重心到与绳子连接处距离r之和,根据单摆的周期公式
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可得
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由数学知识可知:对应的图象应为b,其斜率
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故可得
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