题目内容

9.(1)在做“利用单摆测重力加速度”实验中,某同学先测得摆线长为89.2cm,摆球直径如图甲所示,然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图乙所示,则(1)该单摆的摆长为90.17cm,秒表所示读数为228.6s.
(2)如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是AD
A.测摆线长时记入的是摆球的直径
B.实验室在高山上,高出海平面太高
C.单摆所用摆球太重
D.试验中误将29次全振动数为30次
(3)为了提高实验精度,在试验中可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值,再以l为横坐标T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图所示,则测得的重力加速度g=9.87m/s2.(保留三位有效数字)

分析 (1)游标卡尺先读出主尺的刻度,然后读出游标尺的刻度,二者的和即为所求.
秒表先读分针读数,再读秒针读数,两者相加.
(2)根据单摆的周期公式T=$2π\sqrt{\frac{L}{g}}$,得到重力加速度的表达式g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$,可分析g值偏小可能的原因.
(3)根据重力加速度的表达式g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$,由数学知识分析直线的斜率与g的关系.

解答 解:(1)由图可知,主尺的刻度为19mm,游标尺的第4个刻度与上边对齐,所以该读数为:
D=19mm+4×0.1mm=19.4mm=1.94cm
 单摆的摆长L=摆线长+球的半径=89.2cm+$\frac{1.94}{2}$cm=90.17 cm  
秒表的读数为:3.5×60+18.6=228.6s
(2)根据单摆的周期公式T=2$π\sqrt{\frac{L}{g}}$得:g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$.
A.记录摆长时误将摆球的直径作为半径,摆长偏大,由上式得知测得的g应偏大,故A正确.
B.实验室在高山上,高出海平面太高,可知测得的g值偏小,故B错误;
C.由公式可知,摆球的质量对测量值没有影响,故C错误;
D.实验中误将29次全振动数为30次,由T=$\frac{t}{n}$算出的周期T偏小,由上式可知测得的g值偏大,故D正确.
故选:AD
(3)根据单摆的周期公式T=2$π\sqrt{\frac{L}{g}}$得:g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$=$\frac{4{π}^{2}×1}{4}={π}^{2}≈9.87$m/s2.
故答案为:(1)90.17cm,228.6(2)AD(3)9.87m/s2

点评 本题考查了“利用单摆测重力加速度”实验中数据读数方法,掌握单摆的周期公式,并要有迁移能力,用来解决实际问题.

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