题目内容
如图表所示,用单摆测重力加速度,其中L、d、n、t分别表示实验时已测得的数据.| 悬线长度(m) | 摆球直径(m) | 全振动次数 | 完成n次全振动的时间(s) |
| L | d | n | t |
(1)算出当地的重力加速度g= ;
(2)为了利用单摆较准确地测出重力加速度,可选用的器材为
A.20cm长的结实的细线、小木球、秒表、米尺、铁架台
B.100cm长的结实的细线、小钢球、秒表、米尺、铁架台
C.100cm长的结实的细线、大木球、秒表、50cm量程的刻度尺、铁架台
D.100cm长的结实的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台
(3)如果测得的g值偏小,可能的原因是
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,秒表过迟按下
D.实验中误将n-1次全振动数为n次.
【答案】分析:(1)单摆的摆长等于悬线长度加摆球的半径.单摆振动的周期T=
.根据单摆的周期公式求解重力加速度g.
(2)根据实验要求,摆长1m左右,体积较小的实心金属球,测量周期用秒表;
(3)由单摆的周期公式得到重力加速度的表达式,分析实验误差的原因.
解答:解:(1)、单摆的摆长l=L+
d;单摆一次全振动的时间为一个周期,则单摆的周期为T=
.由单摆的周期公式T=2π
得
g=
(2)根据实验要求,摆长1m左右,用米尺测量.为减小空气阻力的影响,应选用体积较小的实心金属球,故选小钢球,测量周期用秒表,故选B;
(3)由T=2π
得g=
,根据g的表达式分析可知:
A、测摆线长时摆线拉得过紧,摆长测量值偏大,g的测量值偏大.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,单摆振动周期增大,则g的测量值偏小.故B正确.
C、开始计时,秒表过迟按下,测得的周期偏小,g的测量值偏大.故C错误.
D、实验中误将n-1次全振动数为n次,由单摆振动的周期T=
可知,T测量值偏小,g的测量值偏大.故D错误.
故选B
故答案为:(1)g=
;
(2)B;(3)B.
点评:点评:单摆的摆长不等于摆线的长度,应等于摆线的长度与摆球半径之和.单摆的周期采用累积法测量,不能将振动一次的时间作为单摆的周期,这样误差较大.常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.掌握单摆的周期公式,从而求解加速度,摆长、周期等物理量之间的关系.单摆的周期采用累积法测量可减小误差.对于测量误差可根据实验原理进行分析.
(2)根据实验要求,摆长1m左右,体积较小的实心金属球,测量周期用秒表;
(3)由单摆的周期公式得到重力加速度的表达式,分析实验误差的原因.
解答:解:(1)、单摆的摆长l=L+
g=
(2)根据实验要求,摆长1m左右,用米尺测量.为减小空气阻力的影响,应选用体积较小的实心金属球,故选小钢球,测量周期用秒表,故选B;
(3)由T=2π
A、测摆线长时摆线拉得过紧,摆长测量值偏大,g的测量值偏大.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,单摆振动周期增大,则g的测量值偏小.故B正确.
C、开始计时,秒表过迟按下,测得的周期偏小,g的测量值偏大.故C错误.
D、实验中误将n-1次全振动数为n次,由单摆振动的周期T=
故选B
故答案为:(1)g=
(2)B;(3)B.
点评:点评:单摆的摆长不等于摆线的长度,应等于摆线的长度与摆球半径之和.单摆的周期采用累积法测量,不能将振动一次的时间作为单摆的周期,这样误差较大.常用仪器的读数要掌握,这是物理实验的基础.掌握单摆的周期公式,从而求解加速度,摆长、周期等物理量之间的关系.单摆的周期采用累积法测量可减小误差.对于测量误差可根据实验原理进行分析.
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