题文
某同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中:
(1)为了减小测量周期的误差,摆球应选经过最______(填“高”或“低”)点的位置时开始计时并计数1次,且用秒表测得经过该位置n次的时间为t,则单摆的周期为______.
(2)用最小刻度为1mm的刻度尺测摆长,测量情况如图1所示,悬挂点在刻度尺的0mm处,从图中可知单摆的摆长L为______ m.
(3)为了寻找单摆周期与摆长的关系,在实验中要改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出一组对应的T与L的数据,以L为横坐标,T为纵坐标得如图2所示图象.据此你猜测L与T可能有的关系是摆长L与______(填T、T或T 2)成正比,要证实你的猜测,你应该以摆长L为横坐标,以它(你选定的T、T或T 2)为纵坐标作出图象;如果你作出的图象是______,那么你的猜测成立.
(4)下表是“探究单摆周期与摆长的关系”实验的有关数据.
摆长L/m0.51000.60000.79001.0000周期 2.02.43.24.8①利用上面的数据,在坐标图(图3)中作出L-T 2图象.
②根据图象可知,当地的重力加速度g=______m/s2.
题型:未知 难度:其他题型
答案

(1)摆球经过最低点的位置时速度最大,在相等的距离误差上引起的时间误差最小,测的周期误差最小.所以为了减小测量周期的误差,摆球应选经过最低点的位置时开始计时.由题分析可知,单摆全振动的次数为N=n-12,周期为T=tN=2tn-1;
(2)单摆的摆长L为0.9950m.
(3)由图看出L-T图线是曲线,而且向右弯曲,根据数学知识可以猜想:摆长L与 T 2成正比,以摆长L为横坐标,以T 2为纵坐标作出的图象是过O点的直线.
(4)采用描点法作出图象,如图所示.根据单摆的周期公式T=2πLg得,L=gT24π2,由图求出斜率k=14,则g4π2=k=14,解得,g=9.86m/s2
故答案为:(1)低、2tn-1;4π2gL
(2)0.9950(0.9948-0.9952);
(3)T 2、过O点的直线(或过O点的射线);
( 4)如图(最后一点应舍去) 9.86m/s2
解析
n-12
考点
据考高分专家说,试题“某同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实.....”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。


