题目内容
2.小强同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验时,先测得摆线长为L,摆球直径为D,然后用秒表记录了单摆n次全振动所用的时间为t,则(1)该同学计算重力加速度的表达式为:g=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}(L+r)}{{t}^{2}}$.
(2)(多选)该同学测得的g值偏小,可能的原因是BC
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表提前按下
D.实验中误将49次全振动数为50次
(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆线长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=$\frac{4{π}^{2}}{K}$(用k表示).这种处理实验数据的方法得到的g值与理论值相比相等(填“偏大““偏小““相等“).
分析 (1)求出单摆摆长与周期,然后由单摆的周期公式求出重力加速度的表达式;
(2)根据重力加速度的表达式,分析重力加速度测量值偏小的原因
(3)根据单摆的周期公式得出重力加速度g的表达式,从而判断出g值及其偏大的原因
解答 解:(1)单摆摆长l=L+r,单摆周期T=$\frac{t}{n}$,
由单摆周期公式T=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$可得,g=$\frac{4{π}^{2}l}{{T}^{2}}$=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}(L+r)}{{t}^{2}}$
(2)A、测摆线长时摆线拉得过紧,单摆摆长偏大l,由g=$\frac{4{π}^{2}l}{{T}^{2}}$可知,
重力加速度的测量值偏大,不符合题意,故A错误;
B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,
计算时,仍按测量值计算,l偏小,由g=可知,重力加速度的测量值偏小,符合题意,故B正确;
C、开始计时,秒表过早按下,所测时间t偏大,由g=$\frac{4{π}^{2}l}{{T}^{2}}$=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}(L+r)}{{t}^{2}}$可知,
重力加速度的测量值偏大,符合题意,故C正确;
D、实验中误将49次全振动记数为50次,N偏大,由g=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}(L+r)}{{t}^{2}}$可知,
重力加速度测量值偏大,不符合题意,故D错误;
故选:BC
(3)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;再据单摆的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$得:g=$\frac{4{π}^{2}l}{{T}^{2}}$.所以g=$\frac{4{π}^{2}}{K}$
故答案为:(1)$\frac{{4{π^2}{n^2}(L+\frac{D}{2})}}{t^2}$(2)BC (3)$\frac{{4{π^2}}}{K}$相等
点评 本题关键要掌握实验的原理:单摆的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$ 要能根据实验原理,分析实验误差.
①加速度相同 ②落地时的速度相同 ③运行的时间相等 ④落地时的动能相等.
| A. | ①③ | B. | ②③ | C. | ①④ | D. | ②④ |
| A. | 树木开始倒下时,树梢的角速度较大,易于判断 | |
| B. | 树木开始倒下时,树梢的线速度较大,易于判断 | |
| C. | 树木开始倒下时,树梢的向心加速度较小,易于判断 | |
| D. | 伐木工人的经验缺乏科学依据 |
| A. | 泊松亮斑是光的偏振现象 | |
| B. | 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度 | |
| C. | 光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理 | |
| D. | 肥皂泡在阳光照耀下呈现出彩色条纹这是光的衍射现象 |
| A. | B物块的最大速度为$\sqrt{\frac{14}{15}}$m/s | |
| B. | B物块的最大速度为$\sqrt{\frac{2}{3}}$m/s | |
| C. | B物块沿斜面上升的最大位移为$\frac{8}{45}m$ | |
| D. | B物块沿斜面上升的最大位移为$\frac{7}{45}m$ |
| A. | $\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{r}{R}$ | B. | $\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{R}^{2}}{{r}^{2}}$ | C. | $\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\frac{r}{R}$ | D. | $\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}$=$\sqrt{\frac{R}{r}}$ |