(14分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的长木条(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图 所示。让其在竖直平面内做小角度摆动,C 点为重心,木条长为 L ,周期用 T 表示 。

甲同学猜想:复摆的周期应该与木条的质量有关。

乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离 L/2 。

丙同学猜想:复摆的摆长应该大于 L/2 。理由是:若 OC 段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于L/2。

为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:

(1) 把两个相同的长木条完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个长木条摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点。则证明了甲同学的猜想是       的(选填“正确”或“错误”) 。

(2) 用 To 表示木条长为 L 的复摆看成摆长为 L/2 单摆的周期计算值(To = 2π ),用 T 表示木条长为 L 复摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下表:

   由上表可知,复摆的等效摆长        L/2 (选填“大于”、“小于”或“等于”) 。

(3) 为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标

如图 13 所示。请在坐标纸上作出 TTo图线,并根据图象中反映出的规律求出

/ =         (结果保留三位有效数字,其中 L 是木条长为L时的等效摆长。T = 2π) 。

 

 


板长L(cm)

25

50

80

100

120

150

周期计算值To /(s)

0.70

1.00

1.27

1.41

1.55

1.73

周期测量值T/(s)

0.81

1.16

1.47

1.64

1.80

2.01

 0  38130  38138  38144  38148  38154  38156  38160  38166  38168  38174  38180  38184  38186  38190  38196  38198  38204  38208  38210  38214  38216  38220  38222  38224  38225  38226  38228  38229  38230  38232  38234  38238  38240  38244  38246  38250  38256  38258  38264  38268  38270  38274  38280  38286  38288  38294  38298  38300  38306  38310  38316  38324  176998 

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