某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.20cm;用20分度的游标卡尺测小球直径如图4所示,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0s.则(1)记录

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 单摆的周期/2022-11-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.20cm;用20分度的游标卡尺测小球直径如图4所示,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0s.则

(1)记录时间应从摆球经过_______________开始计时,小球直径为___________cm, 测得重力加速度g值为             m/s2(保留小数点后两位有效数字)
(2)如果他在实验中误将49次全振动数为50次,测得的g值         (填“偏大”或“偏小”或“准确”)
(3)如果该同学在测摆长时忘记了加摆球的半径,则测量结果         (填“偏大”或“偏小”或“准确”);但是他以摆长(l)为纵坐标、周期的二次方(T2)为横坐标作出了l-T2图线,由图象测得的图线的斜率为k,则测得的重力加速度g=         。(用字母表示即可)。此时他用图线法求得的重力加速度       。(选填“偏大”,“偏小”或“准确”)

◎ 答案

(1)平衡位置  2.880     9.73  .  (2)偏大 (3)偏小   4π2k  准确

◎ 解析

分析:单摆在摆角比较小时,单摆的运动才可以看成简谐运动.摆球经过平衡位置时速度最大,此时计时,误差比较小.根据单摆的公式T= ,推导出g的表达式.再根据g的表达式分析误差形成的原因.
解答:解:(1)单摆摆球经过平衡位置的速度最大,最大位移处速度为0,在平衡位置计时误差最小;
由图可知,小球的直径D=29mm+0.05mm×18=29.90mm=2.990cm;
单摆的摆长为L+D/2,单摆的周期T=t/n,根据单摆的公式T=,所以g=(4π2(L+D/2)n2=(4×3.142×(97.20+2.990/2)×10-2×502)/1002m/s2=9.73m/s2
(2)试验中将49次全振动数为50次,会导致测得周期偏小,根据g=4π2L/T2,知测得重力加速度偏大.
(3)如果测摆长时忘记了加摆球的半径,会导致测得摆长偏小,根据g=4π2L/T2,知测得重力加速度偏小.图线的斜率为k=L/ T2,由公式g=4π2L/T2
可知,g=4π2k.
作l-T2图象,求重力加速度误差最小,因为描点后画线时要求尽可能多的点在该直线上,其余点尽可能均衡地分布在该直线两侧;
故答案为:(1)平衡位置,2.990,9.73;
(2)偏大;
(3)偏小,4π2k,准确.
点评:解决本题的关键掌握单摆的周期公式T=,以及知道测量时形成误差的原因.

◎ 知识点

    专家分析,试题“某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.20cm;用20分度的游标卡尺测小球直径如图4所示,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0s.则(1)记录…”主要考查了你对  【单摆的周期】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐