题目内容

某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中,测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期,记录表格如下:
L(m)0.50.80.91.01.2
T(s)1.421.791.902.002.20
T2(s22.023.203.614.004.84
①以T2为横坐标,L为纵坐标,作出L-T2图线,并利用此图线求重力加速度    (保留三位有效数字)
②该同学在实验中测算出的g值比当地的公认值偏大,其原因可能是   
A.振幅偏小
B.摆球质量偏大
C.将振动次数n记为(n+1)
D.将摆线长当作摆长,未加摆球的半径.
【答案】分析:(1)根据表格中数据,采用描点法,作出图象,根据单摆的周期公式T=2,得到T2与L的表达式,由图象读取斜率,求得g;
(2)根据单摆的周期公式T=2,分析误差的原因.
解答:解:(1)作出L-T2图线如图所示,由单摆的周期公式T=2,得L=
根据数学知识得知:L-T2图线的斜率k=
由图得到,k==0.25
联立解得,g=9.86m/s2
(2)由T=2,得g=
A、B单摆的周期与振幅、摆球的质量无关,故AB均错误.
C、将振动次数n记为(n+1),测得的单摆周期T偏小,则知g的测量偏大.故C正确.
D、将摆线长当作摆长,未加摆球的半径,摆长偏小,则知g的测量偏小.故D错误.
故选C
故答案为:
①9.86m/s2
②C
点评:本题考查单摆实验方法和数据处理的能力.对于实验误差,关键从实验原理出发进行分析.
练习册系列答案
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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内为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用游标卡尺测得摆球的直径为d.
(1)该单摆在摆动过程中的周期为
2t
n-1
2t
n-1

(2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g=
(n-1)2π2(2l+d) 
2t2
(n-1)2π2(2l+d) 
2t2

(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
BD
BD

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.以摆线长作为摆长来计算
D.以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
(4)某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,用秒表测单摆完成40次全振动的时间如图所示,则单摆的周期为
2.005
2.005
s.
(5)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=
4π2
k
4π2
k
.(用k表示)若根据所得数据连成的直线的延长线没过坐标原点,而是与纵轴的正半轴相交于一点,则实验过程中可能存在的失误是
摆长漏加小球半径
摆长漏加小球半径
,因此失误,由图象求得的重力加速度的g
无影响
无影响
偏大,偏小,无影响)

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