某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验。(1)如图*,摆球的直径d=
问题详情:
某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验。
(1)如图*,摆球的直径d =________cm;让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图乙所示,那么单摆摆长l =______cm;测定了n次全振动的时间t如图*所示,那么秒表的读数是________s。测得重力加速度表达式为g =___________(相关数据用l、t、n表示)
(2)若用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图丁所示,则此单摆的周期为________________。
(3)测出不同摆长对应的周期T,用多组实验数据作出T2 − L图象,也可以求出重力加速度g。已知三位同学做出的T2 − L图线如下图中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都过原点,图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b,下列分析正确的是__(选填选项前的字母)。
A.出现图线a的原因可能是误将悬点到小球上端的距离记为摆长L
B.出现图线c的原因可能是误将51次全振动记为50次
C.图线c对应的g值小于图线b对应的g值
【回答】
1.52 87.60 99.8 4t0 A
【详解】
(1)摆球的直径
d = 15 mm + 2 × 0.1 mm = 15.2 mm = 1.52 cm
让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图乙所示,那么单摆摆长
秒表的分钟指针不到2分钟,超过1.5分钟,所以秒表的秒针读数为
t = 60 s + 39.8 s = 99.8 s
由单摆的周期公式,解得
(2)单摆每隔半个周期,拉力F会达到最大,所以
T = 4t0
(3)A.由题图可知,对图线a,当L为零时T2不为零,所测摆长偏小,可能是把摆线长度作为摆长,即把悬点到摆球上端的距离作为摆长,故A正确;
B.根据单摆的周期公式
可得
根据数学知识可知,T2 − L图像的斜率
若实验中误将51次全振动记为50次,则周期的测量值偏大,导致重力加速度的测量值偏小,图线的斜率k偏大,故B错误;
C.图线c对应的斜率小于图线b对应的斜率,图线a与图线b的斜率相等,由
可知,图线c对应的g值大于图线b对应的g值,故C错误。
故选A。
知识点:实验:用单摆测量重力加速度
题型:实验,探究题
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