- 用单摆测定重力加速度
- 共1159题
某同学用如图1所示的装置测定当地的重力加速度:
①电火花计时器的工作电压是______,频率______;
②打出的纸带如图2所示,实验时纸带的______端是和重物相连接;(选填“甲”或“乙”)
③纸带上1至9各点为计时点,由纸带图2所示数据算出当地的重力加速度是______;(保留两位有效数字)
④采用较好的装置进行实验,且打点清晰,无漏点,如果发现第1、2两点之间的距离大约为4mm,这是因为实验时______.
正确答案
解析
解:①电火花打点计时器的工作电压是交流220v,频率为50Hz的交流电.
②由于该实验中纸带做匀加速直线运动,所以在相等的时间间隔内位移越来越大,所以该纸带的乙端与重物相连.
③据匀变速直线运动的推论:x23-x78=5aT2
所以a==9.4m/s2
④当测量的过程中前两个点之间的时间恰好是0.02s时,两点之间的距离:x=m=2mm,若发现第1、2两点之间的距离大约为4mm,这是因为实验时先放开了纸带,后接通计时器.
故答案为:①220V;50Hz;②乙;③9.4m/s2;④先放开了纸带,后接通计时器
在完成实验探究“用单摆测定重力加速度”时:
(1)在其它条件相同的情况下,某同学分别完成了三次实验,三组实验器材和实验数据如表所示:
由表格中的数据可知,测定结果最准确的是______组数据.
(2)用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示,可读出直径d=______cm;请在图中乙的停表上,画出两个“•”(标注出实验中指针指示的正确位置)以标明测定结果中最准确的数据所对应的时间(此时停表指示的时间是错误的)
正确答案
C
2.16
解析
解:(1)木球受到的空气阻力相对于重力不能忽略,所以不能用木球,而用钢球,故A的实验数据肯定不准确.
单摆的摆长越长,周期越大,适当加长摆长,便于测量周期.
单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动,则单摆偏离平衡位置的角度不能太大,一般不超过5°.因此C比B要准确.
故C的数据最准确.
(2))主尺读数为21mm,游标尺上以、第6条刻度线与主尺对齐,读数为6×0.1mm=0.6mm,则小球的直径为21.6mm=2.16cm.
C组数据中的时间为75s,故内圈分针处于15和1之间,且没有过半格,大约处.外圈秒针指在15s处.如图红点所示.
故本题答案为:(1)C,(2)2.16,如右图所示
在用单摆测重力加速度实验中
(1)在下面器材中你应选用什么器材为好?______
A.10cm长细线 B.1m长粗绳 C.1m长细线 D.厘米刻度尺 E.毫米刻度尺
F.泡沫塑料小球 G.大铝球 H.小铁球 I.大时钟 J.秒表
(2)重力加速度g的计算公式为g=______.
(3)测量运动时间,应从摆球经过______开始计时(填“最高点”或“最低点”).
(4)学生在实验过程中,数摆动次数时漏数了一次,也就是将摆动31次当作摆动了30次进行计算,那么测得g值会______(填“偏大”或“偏小”).
正确答案
解析
解:(1)为了减小空气阻力对单摆小球的影响,应选用小铁球.为了便于测量,防止摆长太短,周期太小,摆球振动太快,使周期测量误差较大,应选用1m长细线.为了提高测量精度,选用毫米刻度尺测量摆长,用秒表测量时间.故选:CEHJ.
(2)根据单摆的周期公式T=2,得
.
(3)摆球经过最低点时速度最大,为减小实验误差,测量振动时间,应从摆球经过最低点位置开始计时.
(4)单摆的周期为 T=
则知将摆动31次当作摆动了30次进行计算周期时周期值将偏大,由,可知g值会偏小.
故答案为:
(1)CEHJ;(2)l;(3)最低点.(4)偏小
宇航员在绕地球做圆周运动的空间站内研究处于完全失重状态下弹簧振子的周期T与振子质量m的关系.身边的器材有:弹簧、完全相同的螺帽若干个、天平、秒表、刻度尺、温度计等.
(1)某次时间测定中,秒表的示数如图所示,则t=______(s)
(2)某次实验测量的数据记录如下表:
为了得出T与m的关系,他先研究T与n的关系,并采用作图的方法处理实验数据.他以螺帽的个数n为横坐标得出一条倾斜直线,那么他是以______为纵坐标的.
(3)由表中数据,在图示坐标系中作出该直线.
(4)根据作出的图线,得出T与n的关系式为T=______(s).每个螺帽的质量用m0表示,若用一未知质量的物体做振子时,测得周期为1.26s,则该物体质量为______m0.
正确答案
99.8
T2
T=
7.94
解析
解:
(1)分针读数为60s,秒针的读数为39.8s,则秒表的示数为t=60s+39.8s=99.8s.
(2)研究各组数据之间的关系如下:
第1组与第2组:n之比:=2,周期之比:
≈1.42,
≈2.02,
第1组与第3组:n之比:=3,周期之比:
≈1.73,
≈2.97,
第1组与第4组:n之比:=4,周期之比:
≈2,
=4,
…
可见,T2与n成正比.所以他以螺帽的个数n为横坐标得出一条倾斜直线,应以T2为纵坐标.
(3)列表如下,作图如图.
(4)由于T2与n正比,得到T2=kn.所在图线上取离原点较远的一点,读出坐标为n=4,T2=0.8,代入T2=kn得到,k
≈0.2,则有T=.测得周期为1.26s,代入T=
得到,n=7.94.则该物体质量为7.94m0.
故答案为:
(1)99.8;(2)T2;(3)如图;(4)T=,7.94m0.
①某同学利用单摆测定重力加速度,在以下各实验步骤中有错误的是:______
A.在未悬挂之前先测定好摆长.
B.测得摆长为C.将摆长拉离平衡位置,摆角约为度后,让其在竖直平面内摆动
D.当摆球第一次通过平衡位置时,启动秒表开始计时,当摆球第三次通过平衡位置时,止动秒表,记下时间.
②利用单摆测重力加速度时,没有测摆球的直径,先用直尺测出悬点到球底的距离1,测出相应的周期1,再将1改变为2,又测出相应的周期2,则测出的重力加速度的表达式应为______.
正确答案
ABCD
解析
解:①A、应把单摆悬挂好后测量摆线的长度,故A错误;
B、为减小误差,方便实验操作,摆长约为1m=100cm,故B错误;C、单摆做简谐运动,摆角应小于5度,故C错误;
D、为减小实验误差,应测出多个周期的总时间,然后求其平均值作为单摆的周期,只测一个周期的时间,实验误差较大,故D错误;
本题选错误的,故选ABCD.
②设摆球的半径为r,则单摆周期T1=2π,T2=2π
,解得:g=
.
故答案为:①ABCD; ②.
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