在用單擺測重力加速度的實驗中
【小題1】為了比較準(zhǔn)確地測量出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎,?yīng)選用下列所給器材中的哪些?將所選用的器材的字母填在題后的橫線上。

A.長1m左右的細(xì)繩;B.長30m左右的細(xì)繩;
C.直徑2 cm的鉛球;D.直徑2cm的鐵球;
(E)秒表;                      (F)時鐘;
(G)最小刻度是厘米的直尺;      (H)最小刻度是毫米的直尺。
所選擇的器材是______________________________________________。
【小題2】實驗時擺線偏離豎直線的要求是________________________,理由是_______________
________________________________________________________。
【小題3】某同學(xué)測出不同擺長時對應(yīng)的周期T,作出T2~L圖線,如圖所示,再利用圖線上任兩點A、B的坐標(biāo)(x1,y1)、(x2,y2),可求得g=             。若該同學(xué)測擺長時漏加了小球半徑,而其它測量、計算均無誤,也不考慮實驗誤差,則用上述方法算得的g值和真實值相比是       的(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。


【小題1】ACEH
【小題2】擺線與豎直方向的夾角不超過(或小于)5°(1分)。因為只有在擺角不超過(或小于)5°的情況下,單擺的周期公式才成立(1分)
【小題3】(2分);不變(1分)

解析考點:用單擺測定重力加速度.
分析:【小題1】根據(jù)單擺模型的要求,半球密度要大,體積要小,細(xì)線要長,讀數(shù)要提高精度;
【小題2】單擺的擺角不能太大,擺角越大,誤差越大;
【小題3】根據(jù)單擺的周期公式列式分析即可.
解:【小題1】A、B、單擺模型中,小球視為質(zhì)點,故擺線越長,測量誤差越小,故A正確,B錯誤;
C、D、擺球密度要大,體積要小,空氣阻力的影響才小,故C正確,D錯誤;
E、F、讀數(shù)越精確,測量結(jié)果越是準(zhǔn)確,故G錯誤,H正確;
故選ACEH;
【小題2】單擺模型中,擺角較小時,才可以近似看作簡諧運動,故擺角越小越好,通常不能超過5°;
故答案為:擺線與豎直方向的夾角不超過(或小于)5°,因為只有在擺角不超過(或小于)5°的情況下,單擺的周期公式才成立;
【小題3】根據(jù)單擺周期公式,有T2=L,故圖象的斜率為:=,解得g=4π2?

測擺長時漏加了小球半徑,圖象向左偏移了,但斜率不變,故重力加速度的測量值不變;
故答案為:4π2?,不變.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

在“用單擺測重力加速度”的實驗中,某同學(xué)的操作步驟為:
a.取一根細(xì)線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上;
b.用米尺量得細(xì)線長度l
c.在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球
d.用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t,得到周期T=t/n
e.用公式g=
4π2lT2
計算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比
偏小
偏小
(選填“偏大”、“相同”或“偏小”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

在用單擺測重力加速度的實驗中:用擺線長為L、擺球直徑為2r的單擺測定本地的重力加速度,測得這架單擺完成N次全振動用去時間t,那么,本地的重力加速度g=
2N2(L+r)
t2
2N2(L+r)
t2
.某同學(xué)用該式求重力加速度,在計算擺長時,只測了擺線長而沒有將擺球半徑計算在內(nèi),最后求得的g值將比真實值
偏小
偏小
.(填“偏大”或“偏小”).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

在“用單擺測重力加速度”的實驗中,
(1)某同學(xué)的操作步驟為:
a.取一根細(xì)線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上
b.用米尺量得細(xì)線長度l
c.在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球
d.用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t,得到周期T=
t
n

e.用公式g=
4π2l
T2
計算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比
偏小
偏小
(選填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)已知單擺在任意擺角θ時的周期公式可近似為T′=T0[1+asin2(
θ
2
)]
,式中T0為擺角趨近于0°時的周期,a為常數(shù).為了用圖象法驗證該關(guān)系式,需要測量的物理量有
啊T′(或t、n)、θ
啊T′(或t、n)、θ
;若某同學(xué)在實驗中得到了如圖甲所示的圖線,則圖象中的橫軸表示
T
 
T
 

(3)某同學(xué)利用如圖乙所示的實驗裝置驗證機(jī)械能守恒定律,弧形軌道末端水平,離地面的高度為H,將鋼球從軌道的不同高度h處靜止釋放,鋼球的落點距軌道末端的水平距離為s.
1)若軌道完全光滑,s2與h的理論關(guān)系應(yīng)滿足s2=
4gH
4gH
(用H、h表示).
2)該同學(xué)經(jīng)實驗測量得到一組數(shù)據(jù),如表所示:
h(10-1m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
s2(10-1m2 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
請在坐標(biāo)紙上作出s2-h關(guān)系圖.
3)對比實驗結(jié)果與理論計算得到的s2-h關(guān)系圖線(圖丙中已畫出),自同一高度靜止釋放的鋼球,水平拋出的速率
小于
小于
(填“小于”或“大于”)理論值.
4)從s2-h關(guān)系圖線中分析得出鋼球水平拋出的速率差十分顯著,你認(rèn)為造成上述偏差的可能原因是
摩擦、轉(zhuǎn)動(回答任一個即可)
摩擦、轉(zhuǎn)動(回答任一個即可)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)在“用單擺測重力加速度”的實驗中,下列措施中可以提高實驗精度的是
ABC
ABC

A.選細(xì)線做為擺線
B.單擺擺動時保持?jǐn)[線在同一豎直平面內(nèi)
C.拴好擺球后,令其自然下垂時測量擺長
D.計時起止時刻,選在最大擺角處
(2)某同學(xué)在做“利用單擺測重力加速度”的實驗中,先測得擺線長為97.50cm,擺球直徑為2.00cm,然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間,則:
①該擺擺長為
98.50
98.50
 cm.
②如果測得的g值偏小,可能的原因是
B
B

A.測擺線長時擺線拉得過緊
B.?dāng)[線上端懸點末固定,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了
C.開始計時時,秒表過遲按下
D.實驗中誤將49次全振動記為50次
③為了提高實驗精度,在實驗中可改變幾次擺長l并測出相應(yīng)的周期T,從而得出一組對應(yīng)的l與T的數(shù)據(jù),再以l為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo),將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖所示,并求得該直線的斜率為k,則重力加速度g=
4π2
k
4π2
k
(用k表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學(xué)用半圓形玻璃磚測定玻璃的折射率(如圖所示).實驗的主要過程如下:
a.把白紙用圖釘釘在木板上,在白紙上作出直角坐標(biāo)系xOy,在白紙上畫一條線段 AO表示入射光線.
b.把半圓形玻璃磚M放在白紙上,使其底邊aa′與Ox軸重合.
c.用一束平行于紙面的激光從y>0區(qū)域沿y軸負(fù)方向射向玻璃磚,并沿x軸方向調(diào)整玻璃磚的位置,使這束激光從玻璃磚底面射出后,仍沿y軸負(fù)方向傳播.
d.在AO線段上豎直地插上兩枚大頭針P1、P2
e.在坐標(biāo)系的y<0的區(qū)域內(nèi)豎直地插上大頭針P3,并使得從P3一側(cè)向玻璃磚方向看去,P3能同時擋住觀察P1和P2的視線.
f.移開玻璃磚,作OP3連線,用圓規(guī)以O(shè)點為圓心畫一個圓(如圖中虛線所示),此圓與AO線交點為B,與OP3連線的交點為C.確定出B點到x軸、y軸的距離分別為x1、y1、,C點到x軸、y軸的距離分別為x2、y2
①根據(jù)上述所確定出的B、C兩點到兩坐標(biāo)軸的距離,可知此玻璃折射率測量值的表達(dá)式為n=
 

②若實驗中該同學(xué)在y<0的區(qū)域內(nèi),從任何角度都無法透過玻璃磚看到P1、P2,其原因可能是:
 

(2)在“用單擺測重力加速度”的實驗中,某同學(xué)的主要操作步驟如下:
a.取一根符合實驗要求的擺線,下端系一金屬小球,上端固定在O點;
b.在小球靜止懸掛時測量出O點到小球球心的距離l;
c.拉動小球使細(xì)線偏離豎直方向一個不大的角度(約為5°),然后由靜止釋放小球;
d.用秒表記錄小球完成n次全振動所用的時間t.
①用所測物理量的符號表示重力加速度的測量值,其表達(dá)式為g=
 
;
②若測得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值,造成這一情況的原因可能是
 
.(選填下列選項前的序號)
A.測量擺長時,把擺線的長度當(dāng)成了擺長
B.?dāng)[線上端未牢固地固定于O點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線越擺越長
C.測量周期時,誤將擺球(n-1)次全振動的時間t記為了n次全振動的時間,并由計算式T=t/n求得周期
D.?dāng)[球的質(zhì)量過大
③在與其他同學(xué)交流實驗方案并糾正了錯誤后,為了減小實驗誤差,他決定用圖象法處理數(shù)據(jù),并通過改變擺長,測得了多組擺長l和對應(yīng)的周期T,并用這些數(shù)據(jù)作出T2-l圖象如圖甲所示.若圖線的斜率為k,則重力加速度的測量值g=
 

④這位同學(xué)查閱資料得知,單擺在最大擺角θ較大時周期公式可近似表述為T=2π
l
g
(1+
1
4
sin2
θ
2
).為了用圖象法驗證單擺周期T和最大擺角θ的關(guān)系,他測出擺長為l的同一單擺在不同最大擺角θ時的周期T,并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出如圖乙所示的圖線.根據(jù)周期公式可知,圖乙中的縱軸表示的是
 
,圖線延長后與橫軸交點的橫坐標(biāo)為
 

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