题目内容
【题目】某同学做“用单摆测重力加速度”实验。
①用游标卡尺测量摆球直径d,把摆球用细线悬挂在铁架台上,用米尺测量出悬线长度l。某次测量摆球直径时游标卡尺示数部分如图所示,则摆球直径为d=______cm。
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②在小钢球某次通过平衡位置时开始计时,并将这次通过平衡位置时记为0,数出以后小钢球通过平衡位置的次数为n,用停表记下所用的时间为t。请用上面的测量数据计算重力加速度的表达式为g=____________。
在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值______。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)
③理论上测出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2-l图象,T2-l图象是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图象如图
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造成图象不过坐标原点的原因可能是________。
由图象求出的重力加速度g=________m/s2(取π2=9.87),测量值相比真实值________。(选填“偏大”“偏小”或“不变”))
【答案】2.26
偏小 测摆长时漏掉了摆球的半径 9.87 偏小
【解析】
①[1]游标卡尺的读数等于主尺的读数加上游标尺的读数,所以小球直径
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②[2] 根据单摆的周期公式
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得
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单摆的周期为
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单摆的摆长为
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所以重力加速度的表达式为
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[3]在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,则摆长的测量值偏小,测得的重力加速度偏小。
③[4]图象不通过坐标原点,将图象向右平移1cm就会通过坐标原点,故相同的周期下,摆长偏小1cm,所以可能是测摆长时漏掉了摆球的半径。
[5]由单摆周期公式
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可得
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则T2-L图象的斜率为
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由图示图象得
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解得
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[6]由前面分析知,导致摆长的测量值小于真实值,则根据
可知改测量值比真实值偏小。