问题 问答题

某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中,先测得摆线长为97.20cm;用20分度的游标卡尺测小球直径如图所示,然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间为100.0s.则

(1)记录时间应从摆球经过______开始计时,小球直径为______cm,测得重力加速度g值为______ m/s2.(保留小数点后两位有效数字)

(2)如果他在实验中误将49次全振动数为50次,测得的g值______.(填“偏大”或“偏小”或“准确”)

(3)如果该同学在测摆长时忘记了加摆球的半径,则测量结果______(填“偏大”或“偏小”或“准确”);但是他以摆长(l)为纵坐标、周期的二次方(T2)为横坐标作出了l-T2图线,由图象测得的图线的斜率为k,则测得的重力加速度g=______.(用字母表示即可).此时他用图线法求得的重力加速度______.(选填“偏大”,“偏小”或“准确”)

答案

(1)单摆摆球经过平衡位置的速度最大,最大位移处速度为0,在平衡位置计时误差最小;

由图可知,小球的直径D=29mm+0.05mm×18=29.90mm=2.990cm;

单摆的摆长为L+

D
2
,单摆的周期T=
t
n
,根据单摆的公式T=2π
L
g
,所以g=
2(L+
D
2
)n2
t2
=
4×3.142×(97.20+
2.990
2
)×10-2×502
1002
m/s2=9.73m/s2

(2)试验中将49次全振动数为50次,会导致测得周期偏小,根据g=

2L
T2
,知测得重力加速度偏大.

(3)如果测摆长时忘记了加摆球的半径,会导致测得摆长偏小,根据g=

2L
T2
,知测得重力加速度偏小.

图线的斜率为k=

L
T2
,由公式g=
2L
T2
可知,g=4π2k.

作l-T2图象,求重力加速度误差最小,因为描点后画线时要求尽可能多的点在该直线上,其余点尽可能均衡地分布在该直线两侧;

故答案为:(1)平衡位置,2.990,9.73;

(2)偏大;

(3)偏小,4π2k,准确.

选择题
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