题目内容
一同学想用单摆较准确地测定当地的重力加速度,他手中已有l米多长的细线和一个穿孔的小铁球.
(1)他还需要选择下列哪些器材? (填代号即可).
A.天平
B.打点计时器
C.秒表
D.毫米刻度尺
E.游标卡尺
(2)该同学在正确选择器材后,其测量结果为10.08m/s2,他觉得明显不可信,你估计可能是由下列哪些或哪个原因造成的? (填代号即可).
A.单摆没有在一个竖直面内摆动
B.将n次全振动误记成了(n+1)次
C.摆球摆动的角度太小
D.误将摆线长当成了摆长.
(1)他还需要选择下列哪些器材?
A.天平
B.打点计时器
C.秒表
D.毫米刻度尺
E.游标卡尺
(2)该同学在正确选择器材后,其测量结果为10.08m/s2,他觉得明显不可信,你估计可能是由下列哪些或哪个原因造成的?
A.单摆没有在一个竖直面内摆动
B.将n次全振动误记成了(n+1)次
C.摆球摆动的角度太小
D.误将摆线长当成了摆长.
分析:根据单摆周期公式T=2π
推导出g=4π2
,需要测量摆线长小球直径和周期,根据需要测量的量选择需要的工具;
根据g的表达式结合数学知识分析哪些因素会造成测量结果偏大.
|
| l |
| T2 |
根据g的表达式结合数学知识分析哪些因素会造成测量结果偏大.
解答:
解:(1)本题是利用单摆测量重力加速度.由单摆的周期公式:T=2π
得:g=
,所以只要测出单摆的摆长和振动周期,即可测出重力加速度.用毫米刻度尺测出摆线长l,用游标卡尺测出小球直径D,则摆长为:L=l+
,再用秒表测出n次全振动的时间t,则周期为:T=
.
故选:CDE.
(2)A、所测重力加速度偏大,当单摆没在一个竖直平面内摆动时,可看成圆锥摆,此时由绳的张力和重力的合力提供向心力,mgtanθ=m(
)2r,r=Lsinθ,可解得:g=
,因此测量值偏大;
B、若将n次全振动误记成了n+1次,周期偏小,故重力加速度偏大;
C、若将摆线长当成摆长,则摆长偏小,重力加速度偏小;
D、只要摆角小于5°,摆角不影响测量精度.
故选:AB.
|
得:g=
| 4π2L |
| T2 |
| D |
| 2 |
| t |
| n |
故选:CDE.
(2)A、所测重力加速度偏大,当单摆没在一个竖直平面内摆动时,可看成圆锥摆,此时由绳的张力和重力的合力提供向心力,mgtanθ=m(
| 2π |
| T |
| 4π2Lcosθ |
| T2 |
B、若将n次全振动误记成了n+1次,周期偏小,故重力加速度偏大;
C、若将摆线长当成摆长,则摆长偏小,重力加速度偏小;
D、只要摆角小于5°,摆角不影响测量精度.
故选:AB.
点评:本题关键明确用单摆测定重力加速度实验的原理和误差来源,根据周期公式确定误差来源和重力加速度.
练习册系列答案
相关题目
(1)几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度。于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图12所示。然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量。同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。
①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g= ;
②若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时从悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(2)在“测定金属的电阻率”的实验中,所用金属电阻丝的电阻约为30Ω。现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
①用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图13所示,则该电阻丝直径的测量值
d= mm;
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电压表V1(量程0~3V,内阻约3kΩ);
电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ);
电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);
电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.1Ω);
滑动变阻器R1(0~10Ω);
滑动变阻器R2(0~1kΩ);
电源E(电动势为4.5V,内阻不计)。
为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选 ,
电流表应选 ,滑动变阻器应选 。
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④利用测量数据画出U一L图线,如图16所示,其中(L0,U0)是U―L图线上的一个点的坐标。根据U一L图线,用电阻丝的直径d、电流I和坐标(L0,U0)可计算得出电阻丝的电阻率
= 。(用所给字母表示)