题文
取一根轻质弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,如图甲所示.把小球沿竖直方向拉离平衡位置后释放,小球将在竖直方向做简谐运动(此装置也称竖直弹簧振子).一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系.他多次换用不同质量的小球并测得相应的周期,现将测得的六组数据,用“•”标示在以m为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上,如图乙所示.
(1)根据图乙中给出的数据作出T2与m的关系图线
(2)假设图乙中图线的斜率为b,写出T与m的关系式为______.
(3)求得斜率b的值是______.(保留两位有效数字)
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由图观察可知,这些点几乎在一条过原点的直线上,用直线将点拟合起来,不在直线的点关于直线两侧分
布要均匀.作图如图所示.
(2)由图看出,T2-b图象是过原点的直线,说明T2与b成正比.假设图乙中图线的斜率为b,则有T2=bm,得到,T=bm.
(3)由图读出m=0.6kg,T2=0.78,由数学知识得到,b=1.3.
故答案为:(1)根据图乙中给出的数据作出T2与m的关系图线如图所示.
(2)T=bm.
(3)1.3.
解析
bm
考点
据考高分专家说,试题“取一根轻质弹簧,上端固定在铁架台上,下端.....”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。



