题目内容

在一次用单摆测定重力加速度的实验中，图A的O点是摆线的悬挂点，a、b点分别是球的上沿和球心，摆长L=
 
m．图B为测量周期用的秒表，长针转一圈的时间为30s，表盘上部的小圆共15大格，每一大格1min．在测量周期时，当摆球摆动稳定后，计时起点应选在小球摆至
 
时（填“最高点”或“最低点”），测得单摆摆动n=50次时，长、短针位置如图所示，所用时间t=
 
s，则周期T=
 
s（结果保留两位有效数字）．用以上直接测量的物理量的英文符号表示重力加速度的计算式为g=
 
（不必代入数据计算）
练习册系列答案
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（1）某学生利用单摆做测定重力加速度的实验，其具体操作如下：
A．在铁架台上固定一个夹子，把单摆的摆线夹在夹子上
B．用刻度尺和游标卡尺测出摆长l
C．将摆球向一侧偏离30°后由静止释放摆球
D．在释放摆球的同时开始计时
E．记下摆球完成n次（大于30次）全振动的时间t
F．把所得数据代入公式
4π2n2lt2

该学生的上述操作中，错误的是
 
．（只填字母代号）
（2）该学生利用游标卡尺测摆球直径如图所示，摆球直径D为
 
cm．
某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时，他先测得摆线长为97.50cm，摆球的直径为2.00cm，然后用秒表记录了单摆完成50次全振动所用的时间，则：
（1）该单摆的摆长为
 
cm
（2）如果测出的g值偏小，可能的原因是
 

A．测量摆线长，线拉得过紧
B．摆线上端没有固定，振动中出现松动，使摆线变长了
C．开始计时时，秒表按下迟了
D．实验中误将49次全振动记为50次
（3）该同学由测量数据作出l-T2图线，若图线的斜率为k，则重力加速度g=
 
．
在“用单摆测定重力加速度”的实验中．
（1）某同学选取了符合要求的单摆，在自由悬挂状态下测出摆线长为70.65cm，再用游标卡尺测量了小球的直径，如图甲所示，读数为
 
mm．
（2）测量单摆的周期时，她使用光电门来测量，在摆放光电门装置时，单摆处于自由悬挂状态，光电门的发光口与接光口的连线（即光电门细光束所在直线）正好通过小球的中心，在单摆小角度振动过程中，摆球不断经过发光口与接光口这间而挡光，与光电门相连的监视器可以显示光电门的挡光时段和时刻，如图乙所示（图中只呈现开始挡光时刻）．由此可知单摆的周期为
 
s．
（3）用L表示摆线长度，d表示小球直径，T表示单摆周期，通过计算求得重力加速度的大小为g=
 
（用L、d、T等表示）

（4）接着，该同学根据实验所得的重力加速度g=9.78m/s2，利用此装置来验证机械能守恒定律，她在小球的后方放一块与小球的振动面平行的竖直板，如图所示，在板平面上过小球平衡位置画一条水平线，在上方一定位置再画若干条水平线，然后，逐次把小球球心拉到与某条平行线等高，静止释放小球，用光电门测出小球经过最低点的挡光时间，结合小球的直径即可算出小球到最低点的速度和动能，测出下落高度可以计算重力势能的减少量，来验证小球在运动过程中机械能是否守恒．某次释放时，球心到最低点的高度差h=5.50cm，在最低点的挡光时间为0.020s，之前测得小球质量为20g，则该过程中小球动能的增加量为
 
J，重力势能的减少量为
 
J．（结果保留三们有效数字）
（1）某同学在做《研究单摆的运动、用单摆测重力加速度》实验的步骤为：
①用长为l的轻质细线一端固定在铁架台上，另一端系一质量为m的小钢球制成一单摆．
②用毫米刻度尺测量悬点到球心的距离为L．
③把单摆从平衡位置拉开一个很小角度，释放后让摆球在竖直平面内摆动，从摆球过
 
位置开计时，测得单摆完成n次全振动的时间为t．
④根据以上测量物理量计算当地重力加速度g=
 
（用以上字母表达）．请将步骤补充完整．
某同学利用如图甲的实验装置探究测量重力加速度大小．
（1）该同学开始实验时情形如图甲，接通电源释放纸带．请指出该同学在实验操作中存在的两处明显错误或不当的地方：①
 
；②
 
．
（2）该同学经修改错误并正确操作后得到如图乙的纸带，取连续六个点A、B、C、D、E、F为计数点，测得A点到B、C、D、E、F的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5．若打点的频率为f，则打E点时重物的速度表达式VE=
 
；该同学先分别计算出各计数点的速度值，并试画出速度的二次方（V2）与对应重物下落的距离（h）的关系如图丙，则重力加速度g=
 
m/s2．该同学查阅相关资料发现测量值与当地的重力加速度值有误差，试分析形成该误差的主要原因并提出减小该误差的有效措施
 
．
用测力探头和计算机组成的实验装置测定单摆摆动过程中摆线受到的拉力（单摆摆角小于5°），计算机屏幕上得到如图a所示的F-t图象．然后将单摆挂在测力探头上，使单摆保持静止，得到如图b所示的F-t图象．那么：

（1）此单摆的周期为
 
秒．
（2）设摆球在最低点时Ep=0，已测得当地重力加速度为g，单摆的周期用T表示，那么测得此单摆摆动时的机械能E的表达式是：
 

（A）E=
(F1-F3)gT2
2π2
    （B）E=
(F1-F3)gT2
8π2
    （C）E=
(F3-F2)gT2
6π2
    （D）E=
(F3-F2)gT2
4π2
．
在利用单摆测定重力加速度的实验中，某同学测出了多组单摆的摆长L和运动周期T，做出T2-L图象来求当地的重力加速度．理论上T2-L图象是一条过坐标原点的直线，该同学根据实验数据做出的图象如图所示：
（1）图象不过坐标原点的原因是
 

（2）由图象求出的重力加速度g=
 
（取π2=9.87）
（1）在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图12甲、乙所示．测量方法正确的是
 
（选填“甲”或“乙”）
（2）实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图丙所示．光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图丁所示，则该单摆的振动周期为
 
．若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一个小球进行实验，则该单摆的周期将
 
（填“变大”、“不变”或“变小”），
（3）若已正确测出悬线长L和摆球直径d，及图丁中读取的周期，写出求重力加速度的计算式g=
 
．

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