- 用单摆测定重力加速度
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用单摆测定重力加速度实验中:
(1)除了细线、摆球、铁架台、铁夹、米尺之外,必需的仪器还有______;
(2)为了减小实验误差:当摆球的直径约为2cm时,比较合适的摆长应选______
A、80cm B、30 cm C、10cm
(3)实验中,利用g=,求得g,其摆长L和周期T的误差都会使最后结果产生误差,两者相比,______的误差影响较大;
(4)在某次实验中,测得单摆振动50次全振动的时间如图所示,则单摆的周期T=______s.
正确答案
秒表和游标卡尺
A
周期
2.02
解析
解:(1)在用单摆测定重力加速度实验中,需要用秒表测量周期,用米尺测量摆线的长度,用游标卡尺测量摆球的直径,所以实验必须的仪器还有秒表和游标卡尺.
(2)单摆在摆动过程中.阻力要尽量小甚至忽略不计,同时摆长不能过小,一般取1m左右.故A最为合适.
故选:A.
(3)根据单摆周期公式T=得到g的表达式g=
,重力加速度与摆长成正比,而与周期的平方成反比,可知周期对误差的影响比较大.
(4)秒表的读数为90+10.8s=100.8s.
单摆完成50次全振动的时间为t,所以=
s
故答案为:(1)秒表和游标卡尺;(2)A;(3)周期;(4)2.02.
在“利用单摆测重力加速度”的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到g=
.只要测量出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2-l图象,就可求出当地的重力加速度,理论上T2-l图象是一条过坐标原点的直线.某同学在实验中,用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球,多次改变悬点到摆球顶部的距离l0,分别测出摆球做简谐运动的周期T后,作出T2-l图象,如图所示.
①造成图象不过坐标原点的原因可能是______
A、将l0记为摆长l; B、摆球的振幅过小 C、将(l0+d)计为摆长l D、摆球质量过大
②由图象求出重力加速度g=______m/s2(取π2=9.87)
正确答案
解析
解:(1)图象不通过坐标原点,将图象向右平移1cm就会通过坐标原点,故相同的周期下,摆长偏小1cm,故可能是测摆长时漏掉了摆球的半径;将l0记为摆长l;
故选:A
(2)由T=2π可得:T2=
L,则T2-L图象的斜率等于
,
由数学知识得:,
解得:g=π2=9.87m/s2;
故答案为:(1)A;(2)9.87.
在做“用单摆测定重力加速度”的实验时,已知摆球直径为2.00cm,让刻度尺的零刻线对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图,则单摆摆长是______m;某次实验测定40次全振动的时间如图中秒表所示,则单摆周期是______s,本次实验测得重力加速度g=______m/s2.
正确答案
解析
解:摆球下边缘与悬挂点的距离为88.40cm,半径1cm,故摆长为87.40cm;
秒表读数为:60s+15.2s=75.2s;
故单摆周期为:=1.88s;
根据单摆周期公式T=2π,得到g=9.75,
故答案为:0.874、1.88、9.75
一位同学做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验,他将摆球挂起后,进行了如下步骤:
A.测摆长L:用米尺量出摆线长度;
B.测周期T:将摆球拉起一个小角度,然后放开,在摆球某次通过最低点时,按下秒表开始计时,同时将此次通过最低点作为第一次,接着一直数到摆球第60次通过最低点时,按秒表停止计时,读出这段时间t,计算出单摆的振动周期T=;
C.改变摆长,重复上述步骤几次;
D.数据分析:.该同学经实验测量得到一组数据,如表所示:
(1)请根据上表中的数据在如图坐标纸上做出合适的图线,并根据图线判定L与T2的关系为:______.(坐标纸见上面)
(2)指出上面A、B步骤中遗漏或错误的地方:
①______
②______.
正确答案
解析
解:(1)将表格中的数据在坐标纸上描点,然后连线如图,
由图可知,T2与摆线的长度L成正比,即T2∝L.
(2)①步骤A、摆长不等于摆线的长度,所以要用卡尺测出摆球直径d,摆长L等于摆线长与之和;
②步骤B、小球通过最低点作为第一次时开始计时,接着一直数到摆球第60次通过最低点时,为29.5个周期,所以周期:.
故答案为:(1)T2∝L;(2)①步骤A中应用游标卡尺测出摆球直径,摆长应为摆线长加上摆球的半径;②步骤B中单摆周期T计算式应是.(或指出周期测量错误即可)
(2015秋•余杭区期末)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:
(1)用游标卡尺测定摆球的直径,测量结果如图所示,则该摆球的直径为______cm.
(2)小组成员在实验过程中有如下说法,其中正确的是______.(填选项前的字母)
A.把单摆从平衡位置拉开30°的摆角,并在释放摆球的同时开始计时
B.测量摆球通过最低点100次的时间t,则单摆周期为
C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长,代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大
D.选择密度较小的摆球,测得的重力加速度值误差较小.
正确答案
0.97
C
解析
解:(1)游标卡尺读数等于固定刻度读数加游标尺读数;
固定刻度读数为:0.9cm;
游标尺第7刻线与主尺刻线对其,读数为0.07cm,故读数为:0.07+0.9=0.97cm;
(2)A、用单摆的最大摆角应小于5°,故A错误;
B、一个周期的时间内,摆球通过最低点2次,故B错误;
C、由单摆的周期公式可推出重力加速度的计算式g=可知,摆长偏大则代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大,故C正确;
D、为减小实验误差因,应选择密度较大的摆球,故D错误.
故选C.
故答案为:0.97,C.
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