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单摆实验探究题
1、在“用单摆测定重力加速度的实验”中
①用游标卡尺测量摆球直径的情况如下图所示,读出摆球直径 cm。
②测单摆周期时,当摆球经过 时开始计时并计1次,测出经过该位置N次所用时间为t,则单摆周期为 。
③若测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2―L图象如图,则此图线的斜率的物理意义是
A B C D
2、使用下面装置测重力加速度g的值.
实验操作步骤如下:
(a)用天平称量重物的质量m;(b)按图示安装仪器;(c)松开铁夹,使重物带动纸带下落;
(d)按下电火花计时器的电源开关,使其开始工作; (e)测量纸带点迹,求出重力加速度g的值.把上述必要的操作步骤按正确的顺序排列是 .
图中所示是按正确顺序操作打出的一条纸带,
图中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F、G是从O点开始每隔一个计时点而取的计数点.测出OF间的距离为h=21.90cm,EG间的距离为s=16.50cm.已知电火花计时器的打点频率f=50Hz.有下列三种方法求重力加速度的值,分别是:
①由于 ,其中 ,因此,
②由于
因此
③由于
以上三种方法中哪种更合适?并指出其他方法不合理的原因.
如果当地的重力加速度值已知,g=9.80m/s2,则利用本装置可以验证机械能守恒定律.利用本题第(2)问的数据,并且重物的质量为1kg,可以求出从开始运动到打下F点的过程中重力势能的减少量
= J,动能增加量 = J(以上两空均要求保留三位有效数字).
3、在“用单摆测定重力加速度的实验中”,下列说法正确的是A.测周期时,测得完成n次全振动所用时间为t,则周期为t/nB.在摆球经过平衡位置时开始计时,可减小总时间的测量误差C.如果实验中使摆角更大些,能记录更多摆动次数,可减小重力加速度的测量误差D.若计算摆长等于摆线长加摆球的直径,则重力加速度的测量值偏大
4、有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成.两个单摆摆动平面前后相互平行.
现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0S和49.0S,则两单摆的周期差AT
= s;
某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差,具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差Δt=0.165s,则在短摆释
放 s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向 (填方向)通过 (填位置);
为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可做的改进是 。
用心 爱心 专心 1
5、在“利用单摆测重力加速度”的实验中,测得单摆的摆角小于5O,完成 次全振动的时间为,用毫米刻度尺测得的摆线长为 ,用螺旋测微器测得摆球的直径为 。
①用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式 。
②从图中可知,摆球的直径 的读数为 。
③实验中有个同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的 。A.悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增长了 B.单摆所用的摆球质量太大
C.把 次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间 D.以摆线长作为摆长来计算
6、某同学想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,他找到了一块大小为3cm左右,外形不规则的大理石块代替小球。他设计的实验步骤是:
将石块用细尼龙线系好,结点为M,将尼龙线的上端固定于O点
用刻度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长C.将石块拉开一个大约α=30°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。
该同学以上实验步骤中有错误的是 。
该同学用OM的长作为摆长,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 (偏大或偏小)。
如果该同学改正了错误,改变OM间尼龙线的长度做了2次实验,记下每次相应的线长度 、 和周期 、
,则由上述四个量得到重力加速度g的表达式是 。
7、(1)在利用单摆测定重力加速度的实验中,某同学测出了多组摆长和周期的对应数据,并根据实验数据作出了的图象。如右图所示。
①从图象看出该同学在摆长的测量中出现了错误,这个错误是:
②虽然实验中出现了上述错误,但根据该图象,仍可以准确测出重力加速度的值,则该测量值为 m/s2。(结果保留2位有效数字)
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