题目内容

有五组同学用单摆测重力加速度g，各组实验器材和实验数据如表所示，若各组同学实验操作水平一样，那么第
 
组同学测定的结果最准确．若该组同学根据自己测得的实验数据做出单摆的振动图象如图，那么该组同学测出的重力加速度g大小是
 
m/s2．
组数摆球材料最大偏角摆长测全振动次数
1木4°0.64m10
2木30°0.64m10
3铁4°0.81m50
4铁30°0.81m50
练习册系列答案
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在利用单摆测重力加速度的实验中，
（1）为了减少测量误差，下列措施正确的是
 
；
A．单摆的摆角应尽量大些    
B．摆线应尽量短些   
C．选体积较小、质量较大的摆球
D．测量周期时，应取摆球通过最低点作为计时的起、终点位置
E．测量周期时，应测摆球30～50次全振动的时间算出周期
F．将拴着摆球的摆线平放在桌面上，将摆线拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然后将摆线从O点吊起
（2）某同学测出不同摆长L对应的周期T，作出了如图所示的T2-L图象，已知图象上A、B两点的坐标分别是（x1，y1）、（x2，y2），则由图象可求得当地的重力加速度为
 
．
根据单摆周期公式T=2π
1
g
，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，读数如图2所示，读数为
 
m．

②以下是实验过程中的一些做法和判断，其中正确的有
 
．
a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且可适当长一些，摆球尽量选择质量大些、体积小些的
b．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
c．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5度，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间△t，则单摆周期T=
△t
50

d．当摆球振动稳定后，从摆球过平衡位置开始计时并同时记为1，以后每过最低点记数一次，记数50次所用的时间为t，则T=
t
25
．
在“用单摆测重力加速度”的实验中：
（1）下面所给器材中，选用哪些器材较好，请将所选用器材前字母依次填在指定位置
A．长1m的左右的细线　  B．长30cm左右的细线   C．直径2cm的铅球    D．直径2cm的木球   E．秒表   　F．时钟   G．最小刻度是厘米的直尺　 H．最小刻度是毫米的直尺
所选器材有：
 

（2）某同学测出了n次全振动的时间为t，测得摆线长度为l，摆球的直径为d，用上述物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式为g=
 

（3）宇航员在某星球上也利用单摆测该星球表面处的重力加速度．实验测得了5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录如下：
l（m）0.40.60.81.01.2
T（s）1.011.231.461.561.73
T2（s2）1.021.512.132.433.00
以l为纵坐标，T2为横坐标在答题卷上作出l-T2图形，并利用图线求出该星球表面的重力加速度的大小为g=
 
 （计算中取π2=10）
在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：
（1）下列给出的材料中应选择
 
作为摆球与摆线，组成单摆．
A．木球       B．铁球     C．柔软不易伸长的丝线    D．粗棉线
（2）在测定单摆摆长时，下列的各项操作正确的是
 

A．装好单摆，抓住摆球，用力拉紧，测出摆线悬点到摆球球心之间距离
B．让单摆自由下垂，测出摆线长度再加上摆球直径
C．取下摆线，测出摆线长度后再加上摆球半径
D．测出小球直径，把单摆固定后，让小球自然下垂，用刻度尺量出摆线的长度，再加上小球的半径
（3）实验测得重力加速度的值较当地重力加速度的值偏大，可能的原因是
 

A．摆球的质量偏大                    B．单摆振动的振幅偏小
C．计算摆长时没有加上摆球的半径值     D．将实际振动次数n次误记成（n+1）次
（4）实验中测量得小球的直径的示数如图所示，图中游标尺上有50个等分刻度，则小球的直径d为
 
mm．用秒表记下了单摆振动50次的时间如右图所示，由图可读出时间为
 
s．
（1）在用单摆测定重力加速度的实验中，下列措施中必要的或做法正确的是
 
．（选填下列措施前的序号）
A．为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量大些 
B．摆线长应远远大于摆球直径
C．摆球应选择密度较大的实心金属小球
D．用停表测量周期时，应测量单摆30～50次全振动的时间，然后计算周期，而不能把只测一次全振动时间当作周期
E．将摆球和摆线平放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长，然后将O点作为悬点

（2）A：用游标为10分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图1所示则测量结果应该读作
 
mm
B：用游标为50分度的游标卡尺测量某工件的长度时，示数如图2所示，则测量结果应该读作
 
mm．
（3）如图3为示波器的面板，一位同学在做“练习使用示波器”的实验时，进行了如下的操作打开电源后，首先在屏上调出一个最圆最小的亮斑，但亮斑位于屏上的左上角．若想将这个亮斑调到屏幕的正中央，他应该调节
 
．为观察按正弦规律变化的电压的图线，他把扫描范围旋钮置于左边第一挡（10Hz～100Hz）．要由机内提供竖直方向的按正弦规律变化的电压，他应将衰减旋钮置于
 
挡．
在用单摆测定重力加速度实验中：
（1）为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？将你所选用的器材前的字母填在题后的横线上．
A．长1m左右的细绳；         B．长30cm左右的细绳；
C．直径2cm的铅球；          D．直径2cm的铁球；
E．秒表；                  F．时钟；
G．最小刻度是厘米的直尺；    H．最小刻度是毫米的直尺；
所选器材是
 
．
（2）实验时对摆线偏离竖直线的要求是
 
；
（3）测量单摆周期时，等单摆自由振动几次之后，从摆球经过
 
位置开始记时，因为这时摆球的速度最大，容易观察，可以减小误差．
（4）如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示，那么单摆的摆动周期是
 
s．
在“用单摆测重力加速度”的实验中
（1）某同学的操作步骤为：
a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上
b．用米尺量得细线长度l
c．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T=
t
n
．用公式g=
4π2l
T2
计算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比
 
（选填“偏大”“相同”或“偏小”）．
（2）该同学用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图（c）所示，则秒表所示读数为
 
s，单摆的周期是
 
s（计算结果保留三位有效数字）．
（3）为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长l，测出相应的周期T，从而得出一组对应的l与T的数值，再以l为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线如图（d）所示，T2与l的关系式T2=
 
，利用图线可求出图线的斜率k=
 
，再由k可求出g=
 
m/s2．
在探究单摆的振动周期T和摆长L的关系实验中，某同学在细线的一端扎上一个匀质圆柱体制成一个单摆．

（l）如图1，该同学把单摆挂在力传感器的挂钩上，使小球偏离平衡位置一小段距离后释放，电脑中记录拉力随时间变化的图象如图2所示．在图中读出N个峰值之间的时间间隔为t，则重物的周期为
 

（2）为测量摆长，该同学用米尺测得摆线长为85.72cm，又用游标卡尺测量出圆柱体的直径（如图甲）与高度
（如图乙），由此可知此次实验单摆的摆长为
 
 cm．
（3）该同学改变摆长，多次测量，完成操作后得到了下表中所列实验数据．请在图丙坐标系中画出相应图线．
摆长L/cm 总时间t/s 全振动次数n 周期T/s
99.40 60.0 30 2.00
63.61 48.0 30 1.60
48.70 42.0 30 1.40
24.85 30.0 30 1.00
15.90 24.0 30 0.80
8.95 18.0 30 0.60
3.98 12.0 30 0.40
（4）根据所画的周期T与摆长L间的关系图线，你能得到关于单摆的周期与摆长关系的哪些信息
 
．

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