题目内容


在“探究单摆摆长与周期关系”的实验中,某同学的主要操作步骤如下:

A.取一根符合实验要求的摆线,下端系一金属小球,上端固定在O点;

B.在小球静止悬挂时测量出O点到小球球心的距离l;

C.拉动小球使细线偏离竖直方向一个不大的角度(约为5°),然后由静止释放小球;

D.用秒表记录小球完成n次全振动所用的时间t.

(1)用所测物理量的符号表示重力加速度的测量值,其表达式为g=  

(2)若测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是  (选填下列选项前的序号)

A、测量摆长时,把摆线的长度当成了摆长

B、摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线越摆越长

C、测量周期时,误将摆球(n﹣1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间,并由计算式T=求得周期

D、摆球的质量过大

(3)在与其他同学交流实验方案并纠正了错误后,为了减小实验误差,他决定用图象法处理数据,并通过改变摆长,测得了多组摆长l和对应的周期T,并用这些数据作出T2﹣l图象如图所示.若图线的斜率为k,则重力加速度的测量值g=  


考点:

探究单摆的周期与摆长的关系.

专题:

实验题.

分析:

(1)根据单摆的周期公式,结合周期的大小,得出重力加速度的表达式.

(2)通过重力加速度的表达式,结合周期或摆长测量值与真实值的关系,确定重力加速度测量值的误差.

(3)根据单摆的周期公式得出T2﹣l的关系式,结合图线的斜率求出重力加速度的测量值.

解答:

解:(1)单摆的周期T=,根据T=2π得重力加速度为:g==

(2)A、根据g=,测量摆长时,把摆线的长度当成了摆长,知摆长的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏小.故A错误.

B、根据g=,摆线上端未牢固地固定于O点,振动中出现松动,使摆线越摆越长,知摆长的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏小.故B错误.

C、根据g=,测量周期时,误将摆球(n﹣1)次全振动的时间t记为了n次全振动的时间,知周期的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏大.故C正确.

D、摆球的质量过大,不影响重力加速度的测量.故D错误.

故选:C.

(3)根据T=2π得,T2=,则图线的斜率k=,解得重力加速度的测量值g=

故答案为:(1);(2)C;(3)

点评:

解决本题的关键掌握单摆的周期公式,会通过图象法求解重力加速度,基础题目.

 

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