题目内容

1.某实验下组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:
(1)他们装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为12.0mm,单摆摆长为0.9930m.

(2)小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是CD(填选项前的字母).
A.把单摆从平衡位置拉开5°的偏角,并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单边周期为$\frac{t}{100}$
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较大.

分析 (1)游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数;摆线长度与半球半径之和是单摆的摆长.
(2)摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动;单摆摆球经过平衡位置的速度最大,最大位移处速度为0,在平衡位置计时误差最小;由单摆的周期公式得出重力加速度的表达式,结合重力加速度的表达式判断测量的误差.

解答 解:(1)由图示游标卡尺可知,摆球的直径为:12mm+0×0.1mm=12.0mm,单摆的摆长为:L-$\frac{d}{2}$=0.9990m-$\frac{0.0120m}{2}$=0.9930m;
(2)A、把单摆从平衡位置拉开5°的偏角,为减小实验误差,应在摆球经过平衡位置时开始计时,故A错误;
B、测量摆球通过最低点100次的时间t,则单边周期为:T=$\frac{t}{\frac{100}{2}}$=$\frac{t}{50}$,故B错误;
C、由单摆周期公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$可知重力加速度为:g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$,用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,所测摆长L偏大,由g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$可知,计算得到的重力加速度值偏大,故C正确;
D、为减小实验误差摆球应选择密度大而体积小的球,选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较大,故D正确;
故选:CD;
故答案为:(1)12.0,0.9930;(2)CD.

点评 简谐运动是一种理想的运动模型,单摆只有在摆角很小,空气阻力影响不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动,要知道影响实验结论的因素.

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