Question

將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h（未知）且開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖(甲)所示，將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，設單擺振動過程中懸線不會碰到筒壁，如果本實驗的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心之距l，并通過改變l而測出對應的擺動周期T，再以T²為縱軸、l為橫軸做出函數關系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當地的重力加速度 g。

(1)現有如下測量工具：A. 時鐘；B. 秒表；C. 天平；D. 毫米刻度尺。本實驗所需的測量工具有___________；（填工具前的字母代號）

(2)如果實驗中所得到的T²—l關系圖象如圖(乙)所示，那么真正的圖象應該是a、b、c中的___________；

(3)由圖象可知，小筒的深度h=__________m；當地g=__________m/s²。

Answer 1

（1）①BD  ②a  ③0.3,9.86

根據單擺實驗的原理，只要測定擺長和周期，因此只選B、D兩項。單擺的周期為T=，所以，T²=（l+h），故T²-l關系圖象為圖中的a。由圖象a得，在橫軸上的截距h=0.3 m，斜率k==4，所以g=9.86 m/s²。