某同學在做“利用單擺測重力加速度”的實驗。(1)如圖*,擺球的直徑d=
問題詳情:
某同學在做“利用單擺測重力加速度”的實驗。
(1)如圖*,擺球的直徑d =________cm;讓刻度尺的零點對準擺線的懸點,擺線豎直下垂,如圖乙所示,那麼單擺擺長l =______cm;測定了n次全振動的時間t如圖*所示,那麼秒錶的讀數是________s。測得重力加速度表示式為g =___________(相關資料用l、t、n表示)
(2)若用拉力感測器測得擺線的拉力F隨時間t變化的圖象如圖丁所示,則此單擺的週期為________________。
(3)測出不同擺長對應的週期T,用多組實驗資料作出T2 − L圖象,也可以求出重力加速度g。已知三位同學做出的T2 − L圖線如下圖中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過原點,圖線b對應的g值最接近當地重力加速度的值。則相對於圖線b,下列分析正確的是__(選填選項前的字母)。
A.出現圖線a的原因可能是誤將懸點到小球上端的距離記為擺長L
B.出現圖線c的原因可能是誤將51次全振動記為50次
C.圖線c對應的g值小於圖線b對應的g值
【回答】
1.52 87.60 99.8 4t0 A
【詳解】
(1)擺球的直徑
d = 15 mm + 2 × 0.1 mm = 15.2 mm = 1.52 cm
讓刻度尺的零點對準擺線的懸點,擺線豎直下垂,如圖乙所示,那麼單擺擺長
秒錶的分鐘指標不到2分鐘,超過1.5分鐘,所以秒錶的秒針讀數為
t = 60 s + 39.8 s = 99.8 s
由單擺的週期公式,解得
(2)單擺每隔半個週期,拉力F會達到最大,所以
T = 4t0
(3)A.由題圖可知,對圖線a,當L為零時T2不為零,所測擺長偏小,可能是把擺線長度作為擺長,即把懸點到擺球上端的距離作為擺長,故A正確;
B.根據單擺的週期公式
可得
根據數學知識可知,T2 − L影象的斜率
若實驗中誤將51次全振動記為50次,則週期的測量值偏大,導致重力加速度的測量值偏小,圖線的斜率k偏大,故B錯誤;
C.圖線c對應的斜率小於圖線b對應的斜率,圖線a與圖線b的斜率相等,由
可知,圖線c對應的g值大於圖線b對應的g值,故C錯誤。
故選A。
知識點:實驗:用單擺測量重力加速度
題型:實驗,探究題
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