题文
(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验时,用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g=______.如果测定了40次全振动的时间如图中秒表所示,那么秒表读数是______s.
(2)在测定单摆摆长时,下列的各项操作正确的是______
A.装好单摆,抓住摆球,用力拉紧,测出摆线的悬点到摆球球心之间的距离
B.让单摆自由下垂,测出摆线长度再加上摆球直径
C.取下摆线,测出摆线长度后再加上摆球半径
D.测出小球直径,把单摆固定后,让小球自然下垂,用刻度尺量出摆线的长度,再加上小球的半径
(3)实验中,测得重力加速度的值偏大,可能的原因是______
A.摆球的质量偏大
B.单摆振动的振幅偏小
C.计算摆长时没有加上摆球的半径值
D.将实际振动次数n次误记成(n+1)次.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由单摆周期公式T=2πLg可知,重力加速度g=4π2LT2;
由图示秒表可知,秒表分针示数是1min=60s,秒针示数是15.2s,则秒表示数t=60s+15.2s=75.2s;
(2)测单摆摆长时,应先测出小球直径,然后把单摆固定后,让小球自然下垂,用刻度尺量出摆线的长度,最后求出摆线长度与小球的半径之和,这就是单摆的摆长,故D正确.
(3)用秒表测出单摆完成n次全振动的时间t,则单摆的周期T=tn;
单摆摆长等于摆线长度l与摆球的半径r之和,即L=l+r;
由单摆周期公式T=2πLg,可知重力加速度:
g=4π2LT2=4π2(l+r)(tn)2=4π2n2(l+r)n2,
由g=4π2n2(l+r)n2可知:重力加速度的测量值与摆球质量无关,
与单摆的振幅无关,故AB错误;如果计算摆长时没有加上摆球的半径值,
则重力加速度的测量值偏小,不符合题意,故C错误;
如果将实际振动次数n次误记成(n+1)次,重力加速度的测量值偏大,符合题意,故D正确.
故答案为:(1)4π2LT2;75.2;(2)D;(3)D.
解析
Lg
考点
据考高分专家说,试题“(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验.....”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。



