用单摆测定重力加速度的实验中,如果测得摆线的长度为L,小球的直径为D,单摆的周期为T,则(1)求重力加速度的表达式g=______.(2)为减少实验误差,需要测

用单摆测定重力加速度的实验中,如果测得摆线的长度为L,小球的直径为D,单摆的周期为T,则(1)求重力加速度的表达式g=______.(2)为减少实验误差,需要测

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用单摆测定重力加速度的实验中,如果测得摆线的长度为L,小球的直径为D,单摆的周期为T,则
(1)求重力加速度的表达式g=______.
(2)为减少实验误差,需要测量n全振动的时间t.测量时间t的计时起始位置为______.
(3)对符合要求的单摆模型,在实验过程中要求最大偏角______,同时振动必须在______.
答案
(1)该单摆的摆长为:l=L+
1
2
D

由单摆的周期公式有:T=2π


l
g

得:g=
4π2l
T2
=
4π2(L+
1
2
D)
T2

(2)减少实验误差,测量时间t的计时起始位置为平衡位置,因为摆球经过平衡位置时速度最大,相同的视觉距离误差,引起测量的时间误差最小.
(3)单摆只有摆角很小的情况下其振动才是简谐运动,所以在实验过程中要求最大偏角不超过5°,同时必须保证摆球在同一竖直平面内振动,不能形成圆锥摆.
故答案为:(1)
4π2(L+
1
2
D)
T2
;(2)平衡位置;(3)不超过5°,同一竖直平面内振动,不能形成圆锥摆.
举一反三
在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,
(1)某同学用毫米刻度尺测得摆线长L0=949.9mm;用游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示,则摆球直径d=______mm;用秒表测得单摆完成n=50次全振动的时间如图乙所示,则秒表的示数t=______s;写出用本题给定物理量符号表示当地的重力加速度的表达式g=______并算出g=______m/s2(取π2=10)

(2)若该同学测得g值偏大,那么可能原因是______(不定项)
A.计算摆长时没有计入摆球的半径
B.开始计时时,秒表过迟按下
C.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了
D.试验中误将39次全振动数为40次
(3)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T,从而得出几组对应的L与T的数据,再以L为横坐标,T2为纵坐标将所得数据点连成直线(如图),并求得该直线的斜率为K,则重力加速度g=______(用K表示)
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张明同学做“用单摆测重力加速度”的实验,
(1)测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为______;
(2)测周期时,当摆球经过平衡位置时开始计时并计数为1次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为______.
(3)他实验测得的g值偏小,可能的原因是______.
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现了松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表提前按下
D.实验中误将49次全振动数为50次.
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①某同学利用单摆测定重力加速度,在以下各实验步骤中有错误的是:______
A.在未悬挂之前先测定好摆长.
B.测得摆长为10cm
C.将摆长拉离平衡位置,摆角约为15度后,让其在竖直平面内摆动
D.当摆球第一次通过平衡位置时,启动秒表开始计时,当摆球第三次通过平衡位置时,止动秒表,记下时间.
②利用单摆测重力加速度时,没有测摆球的直径,先用直尺测出悬点到球底的距离L1,测出相应的周期T1,再将L1改变为L2,又测出相应的周期T2,则测出的重力加速度g的表达式应为______.
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根据单摆周期公式T=2π


L
g
,可以通过实验测量当地的重力加速度.如图1所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.

(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数如图2所示,读数为______mm.
(2)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大于5°,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不大于5°,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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(1)在探究单摆周期与摆长关系的实验中,有如下器材供选用,请把应选器材的字母填在括号中______
A.1m长的粗绳B.1m长的细绳C.时钟D.秒表
E.半径为1cm的小木球F.半径为1cm的小铅球
G.米尺I.铁架台J.天平H.砝码
(2)用______来测摆线长度.加上小球的半径得到摆长.用______计时.测50次全振动的时间,来计算周期.计时应从______位置开始.
(3)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中,为了提高实验精度,在试验中可改变几次摆长L,测出相应的周期T,从而得出一组对应的L与T的数值,再以L为横坐标T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图所示,T2与L的关系式T2=______,利用图线可求出图线的斜率k=______,再由k可求出g=______.
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