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某物理课外活动小组在用单摆测重力加速度的实验中,测出了不同摆长所对应的周期,在进行实验数据处理时:①甲同学以摆长为纵坐标、周期的平

题文

(1)某物理课外活动小组在用单摆测重力加速度的实验中,测出了不同摆长(l)所对应的周期(T),在进行实验数据处理时:
①甲同学以摆长(l)为纵坐标、周期(T)的平方为横坐标作出了l-T2图线.若他由图象测得的图线斜率为k,则测得的重力加速度的表达式g=______.若甲同学测摆长时,忘记测摆球的半径,则他用图线法求得的重力加速度______(选填“偏大”、“偏小”、“准确”).
②乙同学根据公式T=2πlg得出g=4π2lT2,并计算重力加速度,若他测得摆长时,把摆线长当作摆长(忘记加上小球半径),则他测得的重力加速度值______(选填“偏大”、“偏小”、“准确”).


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)由单摆周期公式T=2πlg可知,l=g4π2T2,则k=g4π2,g=4π2k;
由l=g4π2T2=kT2,l与T2成正比,k=g4π2是比例常数,由图象可知l与T2成正比,
由于单摆摆长偏大还是偏小不影响图象的斜率k,因此摆长偏小不影响重力加速度的测量值,
甲同学用图线法求得的重力加速度准确.
(2)由单摆周期公式T=2πLg可知,重力加速度g=4π2lT2,摆长应该是摆线长度与摆球半径之和,
甲同学把摆线长L作为摆长,摆长小于实际摆长,由g=4π2lT2可知,重力加速度的测量值小于真实值.
故答案为:(1)4π2k;准确;(2)偏小.

解析

lg

考点

据考高分专家说,试题“(1)某物理课外活动小组在用单摆测重力加.....”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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