题目内容
【题目】用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。
(1)测出悬点O至小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=________(用L、n、t表示)。
(2)用多组实验数据作出T2-L图像,也可以求出重力加速度g,已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是____(选填选项前的字母)。
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A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
D.图线a对应的g值大于图线b对应的g值
(3)某同学测出不同摆长时对应的周期T,作出T2-L图线,如图所示,再利用图线上任意两点A、B的坐标(x1,y1)、B(x2,y2),可求得g=________。若该同学测摆长时漏加了小球半径,而其他测量、计算均无误,也不考虑实验误差,则用上述方法算得的g值和真实值相比是________的(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
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【答案】
B
不变
【解析】
(1)[1]单摆的周期为
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由单摆周期公式
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可知,重力加速度
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(2)[2]A.由题图可知,对图线a,当
为零时
不为零,所测摆长偏小,可能是把摆线长度作为摆长,即把悬点到摆球上端的距离作为摆长,故A错误;
B.根据单摆的周期公式
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可得
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根据数学知识可知,
图像的斜率
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若实验中误将49次全振动记为50次,则周期的测量值偏小,导致重力加速度的测量值偏大,图线的斜率k偏小,故B正确;
CD.图线c对应的斜率小于图线b对应的斜率,图线a与图线b的斜率相等,由
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可知,图线c对应的g值大于图线b对应的g值,图线a对应的g值等于图线b对应的g值,故CD错误。
故选B。
(3)[3][4]根据单摆的周期公式
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可得
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则T2-L图像的斜率
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可得重力加速度
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若该同学测摆长时漏加了小球半径,而其他测量、计算均无误,也不考虑实验误差,
不变,则
图像的斜率不变,所测重力加速度
不变,即算得的
值和真实值相比是不变的。