
(22-23高二下·江苏泰州·期末)某学习小组利用单摆测本地的重力加速度。
(1)在选择合适的实验器材后,将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上,应采用图中 (选填“甲”或者“乙”)所示的固定方式。
(2)该小组组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图,则该摆球的直径为 mm。
(3)在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值 。(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(4)实验小组的同学在实验中发现,要把单摆的轨迹约束在一个确定的平面上比较困难,甲同学用一根很轻的硬杆和细线,做成如图所示的“杆线摆”,用加速度a=gsinθ作为等效重力加速度进行实验。乙同学对此实验方法提出质疑,认为此时周期与等效重力加速度可能不符合单摆周期关系。实验小组在相同摆长下,改变倾角θ,测出不同倾角下a与T,请根据实验数据,完成下面问题:
次数 | θ( | T(s) | a(m/s2) |
|
1 | 11.0 | 2.52 | 1.87 | 0.731 |
2 | 14.5 | 2.11 | 2.45 | 0.639 |
3 | 19.0 | 1.83 | 3.19 | 0.560 |
4 | 22.5 | 1.73 | 3.75 | 0.516 |
5 | 22.5 | 1.62 | 4.22 | 0.487 |
6 | 29.0 | 1.50 | 4.75 | 0.459 |
为了直观体现周期与等效重力加速度的关系,请在坐标纸中选择合适的物理量与单位并绘图 。分析你所绘图像,你可以得出什么结论: 。
【答案】 甲 12.0 偏小 见解析 T与成正比
【详解】(1)[1]该实验中悬点要固定,应采用图中甲所示的固定方式。
(2)[2]该摆球的直径为
(3)[3]根据,摆长略微变长,即测量的摆长偏小,这将会导致所测重力加速度的数值偏小。
(4)[4][5]如图
分析所绘图像,可以得出结论:T与成正比。
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