题目内容
【题目】用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示.
(1)测出悬点O至小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g= ______ (用L、n、t表示).
(2)用多组实验数据做出T2-L图象,也可以求出重力加速度g,已知三位同学做出的T2-L图线的示意图如图2中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值.则相对于图线b,下列分析正确的是 ______ (选填选项前的字母).
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
D.图线a对应的g值大于图线b对应的g值
(3)某同学测出不同摆长时对应的周期T,作出T2-L图线,如图3所示,再利用图线上任两点A、B的坐标(x1,y1)、B(x2,y2),可求得g= ______ .若该同学测摆长时漏加了小球半径,而其它测量、计算均无误,也不考虑实验误差,则用上述方法算得的g值和真实值相比是 ______ 的(选项“偏大”、“偏小”或“不变”).
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【答案】
B
不变
【解析】(1)单摆的周期
,由单摆周期公式
可知,重力加速度
.
(2)根据单摆的周期公式
得,
,根据数学知识可知,
图象的斜率
,当地的重力加速度
.对图线a,当L为零时T不为零,所测摆长偏小,可能是把摆线长度作为摆长,即把悬点到摆球上端的距离作为摆长,故A错误;实验中误将49次全振动记为50次,则周期的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏大,图线的斜率k偏小,B正确;由图可知,图线c对应的斜率k偏小小于图线b对应的斜率,由
可知,图线c对应的g值大于图线b对应的g值,C错误;由图示图象可知,图线a与图线b的斜率相等,由
可知,图线a对应的g值等于图线b对应的g值,故D错误.
(3)由单摆的周期公式
可得
,
图象的斜率:
,解得
;通过g的表达式可以知道,漏加了小球半径后,
不变,故不影响最后结果.