题文
现有一只直径约6cm的圆柱形小烧杯，现要测量它的外径，可供选择的器材如下：一段足够长的细线、一只带铁夹的铁架台、一只直径约2cm带洞眼的小铜球、一只秒表、一架天平、一只直径约3cm带洞眼的小木球．当地重力加速度g已知．
（1）选择合适器材测量烧杯外径的简要步骤是：______．
（2）测量烧杯外径的表达式是d=______．
题型：未知 难度：其他题型
答案
由于没有刻度尺，所以要求小烧杯的直径，可以考虑用周长算直径的方法，所以可以用直径较小的铜球构成单摆，通过周期来测量摆长．
所以步骤为：
①用细线绕烧杯n和n+1圈（n为整数），分别以它们的长度为摆线长做成单摆，摆球为小铜球；
②分别测出它们完成N次全振动的时间t1、t2；
③根据单摆的周期公式求得两次单摆的周期求得烧杯的直径的大小．
（2）根据上述的实验的步骤可得，
单摆的摆长为：l1=nπd+1，l2=（n+1）πd+1，
周期为：T1=t1N=2πl1g，
周期为：T2=t2N=2πl2g，
烧杯的直径：d=l2-l1π，
解得：d=g(t22-t21)4N2π3．
故答案为：
（1）①用细线绕烧杯n和n+1圈（n为整数），将它们的长度做成单摆，摆球为小铜球；
②分别测出它们完成N次全振动的时间t1、t2；
③根据单摆的周期公式求得两次单摆的周期求得烧杯的直径的大小．
（2）d=g(t22-t21)4N2π3．
解析
t1N
考点
据考高分专家说，试题“现有一只直径约6cm的圆柱形小烧杯，现要.....”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。
