某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球,他设计的实验步骤是:A.将石块用细尼龙线系好,结

某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球,他设计的实验步骤是:A.将石块用细尼龙线系好,结

题型:不详难度:来源:
某同学在家里做用单摆测定重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球,他设计的实验步骤是:
A.将石块用细尼龙线系好,结点为N,将尼龙线的上端固定于O点;
B.用刻度尺测量ON间尼龙线的长度l作为摆长;
C.将石块拉开一个大约α=50的角度,然后由静止释放;
D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T=
t
30
得出周期;
E.改变ON间尼龙线的长度再做几次实验,记下相应的l和T;
F.求出多次实验中测得的l和T的平均值作为计算时使用的数据,带入公式g=(
T
2l求出重力加速度g.请填空:
(1)你认为该同学以上实验步骤中存在错误或不当的步骤是______.(只填写相应的步骤代号即可)
(2)该同学用ON的长作l为摆长,这样做引起的系统误差将使重力加速度的测量值比真实值______(填“偏大”、“偏小”或“无系统误差”).
答案
(1)该同学以上实验步骤中有重大错误的是BDF:
B、摆长应是悬点到大理石块质心的距离.
D、测量时间应从单摆摆到最低点开始.
F、必须先分别求和各组L和T值对应的g,再取所求得的各个g的平均值.
(2)由单摆的周期公式T=2π


L
g
得:g=
4π2L
T2
,用ON的长作l为摆长,摆长偏短,所以测得的重力加速度偏小.
故答案为:(1)BDF;(2)偏小.
举一反三
有两个同学分别在大庆和广州的物理实验室,各自在那里利用先进的DIS系统较准确地探究了“单摆的周期T与摆长l的关系”,他们通过互联网交换实验数据,并由计算机绘制了T2-l图象,如图甲所示.在大庆的同学所测实验结果对应的图线是______(填“A”或“B”).另外,在广州做探究的同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图象(如图乙),由图可知,两单摆摆长之比
la
lb
=______.在t=1s时,b球振动的方向是______.
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在一次“用单摆测定重力加速度”的实验中,图甲中的O点是摆线的悬点,a、b

两点分别是摆球的上沿和下沿,则该单摆的摆长l=______m.乙图为测量周期用的秒表,长针转一周的时间为30s,表盘上部的小圆共30个小格,每小格30s.该单摆全振动n=50次时,表盘指针的位置如图乙所示,所用时间t=______s.用以上直接测量的物理量的符号表示重力加速度的计算式g=______(不必代入具体数值).
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一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验.
(1)在实验中,①测量摆长时,他正确地测出悬线长l和摆球直径d,则摆长L=______;②测量周期时,在摆球某次向右通过最低点时,该同学按下秒表开始计时,并将此次计为第1次,直到摆球第30次向右通过最低点时,该同学按下秒表停止计时,读出秒表显示的时间t,则该单摆的周期T=______.
(2)该同学采用图象法处理实验数据,实验中测出不同摆长L以及对应的周期T,作出L-T2图线如图9所示,利用图线上任两点A、B的坐标(xl,y1)、(x2,y2)可得出重力加速度的表达式为g=______.
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在“用单摆测定重力加速度”的实验中,用毫米刻度尺测得悬线长为98.00cm,用10分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图所示,则该单摆的摆长为______cm.
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单摆测定重力加速度的实验中,
(1)实验时用20分度的游标卡尺测量摆球直径,示数如图甲所示,该摆球的直径d=______mm.
(2)实验测得摆长为L,用拉力传感器测得摆线的拉力F随时间t变化的图象如图乙所示,则重力加速度的表达式为:
g=______(用题目中物理量的字母表示).
(3)以下是实验过程中的一些做法,其中正确的有______
A.摆线要选择细些的、伸缩性小些的,并且尽可能长一些.
B.摆球尽量选择质量大些、体积小些的.
C.为了使摆的周期大一些,以方便测量,开始时拉开摆球,使摆线相距平衡位置有较大的角度.
D.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置一微小角度,在释放摆球的同时开始计时,当摆球回到开始位置时停止计时,此时间间隔△t即为单摆周期T.
E.拉开摆球,使摆线偏离平衡位置一微小角度,释放摆球,当摆球振动稳定后,从平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间△t,则单摆周期T=
△t
50

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