Question

某中学生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，他找到了一个儿童玩具弹力小球，其直径大小约为2cm左右，代替实验用小球。他设计的实验步骤如下：

A．将弹力球用长细线系好，结点为A，将线的上端固定于O点；

B．用刻度尺测量OA间线的长度L作为摆长；

C．将弹力球拉开一个大约的角度,然后由静止释放；

D．从弹力球摆到最高点时开始计时，测出50次全振动的总时间t，由T=t/50得出周期T；

E．改变OA间线的长度再做几次实验，记下每次相应的L和T值；
F．求出多次实验中测得的L和T的平均值，作为计算时使用的数据，代入公式，求出重力加速度g。
（1）该中学生以上实验中出现重大错误的步骤是______________。  
（2）该中学生用OA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”)。
（3）该中学生用如图秒表测时间，请读出其示数____________。

Answer 1

（1）BCDF
（2）偏小
（3）3分48.75秒

（1）答案B计算摆长丢掉小球的半径，实际摆长应该为线长与小球半径之和；答案C中偏角，远远超出单摆做简谐运动要求的角度（小球10⁰）；答案D中应试从小球摆过平衡位置时开始计时；答案F中应该是求重力加速度g的平均值，而不是求出多次实验中测得的L和T的平均值。
（2）由公式易知，L是偏小的，故系统误差将使重力加速度的测量值比真实值偏小。
（3）凡仪器的最小刻度是10分度的，在读到最小刻度后还要再往下估读一位。秒表的读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示0.5分钟；大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒。当分针在前0.5分钟时，秒针在0～30秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在30～60秒内读数。因此图中秒表读数应为3分48.75秒（这个5是估读出来的）。