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在用單擺測重力加速度的實驗中,當單擺擺角小于10°時,測得完成n次全振動的時間為t,用毫米刻度尺測得擺線長l,用游標卡尺測得擺球直徑為d.
(1)測定重力加速度的表達式為g=
4π2n2
t2
(l+
d
2
)
4π2n2
t2
(l+
d
2
)

(2)游標卡尺的讀數(shù)如圖所示,擺球直徑d=
6.6mm
6.6mm


(3)實驗中某學(xué)生發(fā)現(xiàn)他測得的g值總是偏大,其原因可能是
BC
BC

A.開始計時時,秒表過早按下
B.測出n次全振動時間為t,誤作為(n+1)次全振動時間進行計算
C.以擺線長與擺球直徑之和作為擺長計算
D.擺線上端未牢固地系于懸點,擺動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加.
分析:(1)由單擺的周期公式即可求解;
(2)考查游標卡尺和秒表的讀數(shù):先讀主尺(只讀整數(shù)),再加上游標尺(格數(shù)乘以分度分之一,格數(shù)找對齊的一個不估讀),
(3)根據(jù)單擺周期公式列式分析即可.
解答:解:(1)根據(jù)題意可知:T=
t
n
,由單擺的周期公式T=2π
L
g
,有效長度L=l+
d
2
解得:g=
4T2n2(1+
d
2
)
t2

(2)直徑:主尺:6mm,游標尺對齊格數(shù):6個格,讀數(shù)6×
1
10
=0.6mm,所以直徑為6+0.6=6.6mm
(3)A、開始計時時,秒表過早按下,周期測量值偏大,故加速度測量值偏小,故A錯誤
B、實驗中誤將n次全振動計為n+1次,根據(jù)T=
t
n
求出的周期變小,g偏大,故B正確;
C、以線長加球直徑作為擺長來計算,擺長偏大,根據(jù)g=
4π2L
T2
可知,測得的g應(yīng)偏大,故C正確;
D、擺線上端未牢固地系于懸點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線長度增加了,測得的單擺周期變大,根據(jù)g=
4π2L
T2
可知,測得的g應(yīng)偏小.故D錯誤;
故答案為;
4π2n2
t2
(l+
d
2
);6.6;BC.
點評:常用儀器的讀數(shù)要掌握,這是物理實驗的基礎(chǔ).掌握單擺的周期公式,從而求解加速度并進行誤差分析.
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.選細線做為擺線
B.單擺擺動時保持擺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.擺線上端懸點末固定,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,T2為縱坐標,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兩點到兩坐標軸的距離,可知此玻璃折射率測量值的表達式為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,其表達式為g=
 

②若測得的重力加速度數(shù)值大于當?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,把擺線的長度當成了擺長
B.擺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.擺球的質(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為
 

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同步練習(xí)冊答案
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