- 用单摆测定重力加速度
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根据单摆周期公式,可以通过实验测量当地的重力加速度.如图1所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.用游标卡尺测量小钢球直径,读数如图2所示,则小球的半径为______mm.
正确答案
解析
解:游标卡尺读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数,即以毫米为单位的整数部分,然后看游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐,再乘以精确度,精确度为,切记不估读,所以读数为:11mm+4×0.05mm=11.20mm
故答案为:11.20mm
某同学在做“利用单摆测定重力加速度”的实验中,用游标尺为50分度的卡尺测量小球的直径,结果如图所示,由图可知小球的直径为______mm.把用此小球做好的单摆固定好,使摆球自由下垂,测得摆线长为97.28cm,则该摆摆长L为______cm.若该同学测得该单摆做n次全振动的时间为t,则该单摆的振动周期T=______,测得的当地的重力加速度的值为g=______(用题中所给字母表示)
正确答案
解析
解:游标卡尺的主尺读数为14mm,游标读数为0.02×15mm=0.30mm,所以最终读数为14.30mm;
单摆的摆长等于线长加上球的半径,为:97.28cm+0.5×14.30mm=97.995cm≈98.00cm;
若该同学测得该单摆做n次全振动的时间为t,则该单摆的振动周期T=.g=
=
答:14.30; 98.00;;
.
在研究“用单摆测定重力加速度”的实验中,
(1)下列措施中必要的或做法正确的是______.(选填下列措施前的序号)
A.为了便于计时观察,单摆的摆角应尽量大些
B.摆线长应远远大于摆球直径
C.摆球应选择密度较大的实心金属小球
D.将摆球和摆线平放在桌面上,拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长,然后将O点作为悬点
(2)两个同学分别在北大和南大探究了“单摆周期T与摆长L关系”的规律.多次改变摆长,记录多组摆长和周期数据,并绘制了T2-L图象,如图所示,从中可以判断,北大的实验结果对应图线是______(填“A”或“B”). 北大的同学求出图线的斜率k,则用斜率k求重力加速度的表达式为g=______.
正确答案
BC
B
解析
解:
(1)A、单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动,单摆的摆角不能太大,一般不超过5°,否则单摆将不做简谐运动.故A错误.
B、C减小空气阻力的影响,摆球的直径应远小于摆线的长度,选择密度较大的实心金属小球作为摆球.故B、C正确.
D、摆长等于摆线的长度加上摆球的半径.应将摆球悬挂后,用米尺测出摆球球心到悬点的距离作为摆长.故D错误.
故选BC
(2)由单摆的周期公式T=2得
T2=
则根据数学知识得知,T2-L图象的斜率k=
因北京的重力加速度大于南京的重力加速度,故知北大的实验结果对应图线是B.由上式得:g=
故答案为:BC,B,
(1)在《用单摆测重力加速度》的实验中,先用刻度尺测出悬点到小球低端的长度如图甲所示,然后用游标卡尺测出小球的直径如图乙所示,再用停表测出单摆完成40次全振动所用的时间丙所示,则测出的小球直径为______cm,单摆的周期为______s,单摆的线长为______cm
(2)如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧形轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图b所示x-tanθ图象,g=10m/s2,则:
(Ⅰ)由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=______.实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为______m.
(Ⅱ)若最后得到的图象如图c所示,则可能的原因是(写出一个)______.
正确答案
解析
解:(1)由图1读出悬点到小球底端的长度为:L=88.41cm
由图2游标卡主尺读数为19mm,游标尺上第4条刻度线与主尺对齐,小球的直径为:d=19mm+4×0.1mm=19.4mm=1.94cm.
则单摆的摆长为:cm;
图中秒表的读数为:t=60s+14.8s=74.8s
则周期:s
(2)①物体在竖直方向上有:
水平方向上:x=vt
又:;
联立解得:;
由图可知:
解得:v=1m/s;
θ=60°时,m
斜面的长度:m
(2)由图c可知,图象的斜率增大,故说明增大,因重力加速度不变,故只能说明速度增大,其原因可能为:释放位置变高或小球释放时有初速度;
故答案为故答案为:(1)1.94,1.87,87.44.(2)①1m/s; 0.69;②释放位置变高(或小球释放时有初速度).
在做“单摆测重力加速度”的实验中,
(1)下面所给器材,选用哪些器材较准确,请把所选用的器材前的字母填写在题后的横线上.
A.长1m左右的细线;B.长30cm左右的细线;C.直径约2cm的铁球; D.直径约2cm的木球;
E.秒表; F.时钟;G.最小刻度是毫米的直尺; H.游标卡尺.
所选用的器材有______
(2)如图1所示是秒表记录了单摆振动50次所用的时间,秒表所示读数为______s.
(3)用游标为10分度(测量值可准确到0.1mm)的卡尺测量小球的直径.某次测量的示数如图2所示,读出小球直径d的值为______cm.
(4)如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是______
A.测摆线长时记入的是摆球的直径
B.开始计时时,秒表过迟按下
C.摆线上端末牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
D.实验中误将49次全振动数为50次.
正确答案
ACEGH
99.8
1.52
ABD
解析
解:(1)根据T=知,g=
,要测量摆长,摆长等于摆线的长度加上摆球的半径,所以需要刻度尺和游标卡尺,需要测量周期,则需要秒表,摆线的长度大约1m左右,摆球需要密度较大的摆球,故选用的器材为ACEGH.
(2)秒表的读数等于大盘读数加上小盘读数,则读数为90s+9.8s=99.8s.
(3)游标卡尺的主尺读数为15mm,游标读数为0.1×2mm=0.2mm,则小球的直径为15.2mm=1.52cm.
(4)A、根据g=,测摆线长时记入的是摆球的直径,则测量的摆长偏大,则最终测得重力加速度偏大.故A正确.
B、根据g=,开始计时时,秒表过迟按下,则测量的周期偏小,最终测得重力加速度偏大.故B正确.
C、根据g=,摆线上端末牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,知测量的摆长偏小,则测得重力加速度偏小.故C错误.
D、根据g=,实验中误将49次全振动数为50次,测得的周期偏小,则测得重力加速度偏大.故D正确.
故选ABD.
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