问题 填空题

某同学在“利用单摆测定重力加速度”的实验中,测得摆线长为L,摆球直径为d,然后用秒表测得n次全振动的时间为t,则:

(1)重力加速度的表达式g=______.(用上述符号表示)

(2)若用最小分度为毫米的刻度尺测得摆线长为970.8mm,用10分度的游标卡尺测得摆球直径如图,摆球的直径为______mm.单摆在竖直面内摆动,用秒表测出单摆做50次全振动所用的时间如图,则t=______s,单摆的周期为______s.求得当地的重力加速度为______m/s2.(取π2=10)

(3)如果他测得的g值偏小,可能的原因是______

A、测摆线长时摆线拉得过紧

B、摆球在水平面内做圆周运动

C、摆线上端悬点未固定,振动过程中出现松动,摆线长度增加了

D、开始计时,秒表过迟按下.

答案

(1)单摆摆长l=L+

d
2
,单摆周期T=
t
n
,由单摆周期公式T=2π
l
g
可知,

g=

4π2l
T2
=
4π2(L+
d
2
)
(
t
n
)2
=
4π2n2(L+
d
2
)
t2

(2)由图示游标卡尺可知,主尺的示数是18mm,游标尺的示数是4×0.1mm=0.4mm,

则游标卡尺示数,即小球直径d=18mm+0.4mm=18.4mm;

由图示秒表可知,分针示数是1m=60s,秒针示数是40s,秒表示数是60s+40s=100.0s,单摆周期T=

t
n
=
100s
50
=2.0s;

单摆摆长l=L+

d
2
=970.8mm+
18.4mm
2
=980mm=0.98m,重力加速度g=
4π2l
T2
=
4×10×0.98
22
=9.8m/s2

(3)由g=

4π2l
T2
=
4π2n2(L+
d
2
)
t2
可知:

A、测摆线长时摆线拉得过紧,摆长偏大,所测重力加速度偏大,不符合题意;

B、摆球在水平面内做圆周运动,成为圆锥摆,摆的摆长为(L+

d
2
)cosθ,

θ是摆的偏角,单摆摆长偏小,所测重力加速度偏小,符合题意;

C、摆线上端悬点未固定,振动过程中出现松动,摆线长度增加了,所测重力加速度偏大,不符合题意;

D、开始计时,秒表过迟按下,所测时间t偏小,所测重力加速度偏大,不符合题意;

如果他测得的g值偏小,可能的原因是:B、摆球在水平面内做圆周运动;

故答案为:(1)

4n2π2
t2
(L+
d
2
);(2)18.4;100.0;2.0;9.8;(3)B.

单项选择题
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