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单摆测定重力加速度的实验中,实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图甲所示,该摆球的直径d=______mm.实验测得摆长为L,用拉力传感器

题文

单摆测定重力加速度的实验中,
(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图甲所示,该摆球的直径d=______mm.
(2)实验测得摆长为L,用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,则重力加速度的表达式为:
g=______(用题目中物理量的字母表示).
(3)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有______
A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些.
B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的.
C.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度.
D.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置一微小角度,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔△t即为单摆周期T.
E.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置一微小角度,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间△t,则单摆周期T=△t50.


题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)游标卡尺的读数方法是先读出主尺上的刻度,大小:14mm,再看游标尺上的哪一刻度与固定的刻度对齐:第6刻度与上方刻度对齐,读数:0.05×3=0.0.15mm,总读数:L=14+0.15mm=14.15mm.
(2)拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象可得单摆周期为4t0,根据单摆的周期公式知:4t0=2πLg,故有:g=π2L4t20
(3)该实验中,要选择细些的、伸缩性小些的摆线,长度要适当长一些;和选择体积比较小,密度较大的小球.故ab是正确的.
摆球的周期与摆线的长短有关,与摆角无关,故c错误;
拉开摆球,使摆线偏离平衡位置不大于5°,故d错误;释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时;要测量多个周期的时间,然后求平均值.故e正确.
故选:ABE
故答案为:(1)14.15;(2)π2L4t20;(3)ABE

解析

Lg

考点

据考高分专家说,试题“单摆测定重力加速度的实验中,(1)实验时.....”主要考查你对 [实验:用单摆测定重力加速度 ]考点的理解。

实验:用单摆测定重力加速度

用单摆测定重力加速度:

实验原理:
单摆在摆角小于5°时的振动是简谐运动,其固有周期为T=2π,由此可得g=。据此,只要测出摆长l和周期T,即可计算出当地的重力加速度值。
实验器材:
铁架台(带铁夹),中心有孔的金属小球,约1m长的细线,米尺,游标卡尺(选用),秒表。
实验步骤:
1、在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结,将细线穿过球上的小孔,制成一个单摆;
2、将铁夹固定在铁架台的上端,铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,把做好的单摆固定在铁夹上,使摆球自由下垂;
3、测量单摆的摆长l:用米尺测出悬点到球心间的距离;或用游标卡尺测出摆球直径2r,再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l',则摆长l=l'+r;
4、把单摆从平衡位置拉开一个小角度(不大于5°),使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间,求出完成一次全振动所用的平均时间,这就是单摆的周期T;
5、将测出的摆长l和周期T代入公式g=求出重力加速度g的值;
6、变更摆长重做两次,并求出三次所得的g的平均值。
注意事项:
1、选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线,长度一般在1m左右,小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2cm。
2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。
3、注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°,可通过估算振幅的办法掌握。
4、摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆。
5、计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计时,以后摆球从同一方向通过最低位置时,进行计数,且在数“零”的同时按下秒表,开始计时计数。

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