单摆模型.单摆的周期公式和单摆等时性的应用--测重力加速度的原理和方法 要求:会识别等效单摆,能灵活.准确地判断等效单摆模型中的等效摆长,会确定单摆在不同的变速运动参照系或不同力场中的等效重力加速度g′--即 g′值等于摆球静止在平衡 位置时摆线张力T与摆球质量m的比值:g′=T/m 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(2011?甘肃模拟)一位同学用单摆做测量重力加速度的实验,他将摆球挂起后,进行了下列步骤:
A.测摆长L:用米尺量出摆线的长度.
B.测周期T:将摆球拉起,然后放开,在摆球某次通过最低点时,按秒表开始计时,并记数为1,直到摆球第60次通过最低点时,按秒表停止计时,读出这段时间t,算出单摆的周期T=
t
60

C.将测量得到的L和T代入单摆的周期公式T=2π
L
g
,算出g将它作为实验的最后结果写入报告中去.
指出上面步骤中遗漏或错误的地方,写出该步骤的字母,并加以改正.(不要求进行误差计算)
A、要用卡尺测出摆球直径d,摆长L等于摆线长与
d
2
之和
B、一个周期内两次通过最低点,所以T=
t
29.5

C、g应多测几次,然后取平均值作为实验最后结果
A、要用卡尺测出摆球直径d,摆长L等于摆线长与
d
2
之和
B、一个周期内两次通过最低点,所以T=
t
29.5

C、g应多测几次,然后取平均值作为实验最后结果

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在“用单摆测重力加速度”的实验中,
(1)某同学的操作步骤为:
a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上
b.用米尺量得细线长度l
c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=
t
n

e.用公式g=
4π2l
T2
计算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比
偏小
偏小
(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T′=T0[1+asin2(
θ
2
)]
,式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数.为了用图象法验证该关系式,需要测量的物理量有
啊T′(或t、n)、θ
啊T′(或t、n)、θ
;若某同学在实验中得到了如图甲所示的图线,则图象中的横轴表示
T
 
T
 

(3)某同学利用如图乙所示的实验装置验证机械能守恒定律,弧形轨道末端水平,离地面的高度为H,将钢球从轨道的不同高度h处静止释放,钢球的落点距轨道末端的水平距离为s.
1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=
4gH
4gH
(用H、h表示).
2)该同学经实验测量得到一组数据,如表所示:
h(10-1m) 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00
s2(10-1m2 2.62 3.89 5.20 6.53 7.78
请在坐标纸上作出s2-h关系图.
3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h关系图线(图丙中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率
小于
小于
(填“小于”或“大于”)理论值.
4)从s2-h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是
摩擦、转动(回答任一个即可)
摩擦、转动(回答任一个即可)

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I.某同学设计了用如图所示的电路测量量程为1V的电压表的内阻RV(RV在800Ω-900Ω之间)实验步骤和方法是:

①断开开关S,按右图连接好电路②把滑动变阻器的触头P滑到a端③将电阻箱R的阻值调为零④闭合开关S⑤调节滑动变阻器R的阻值,使电压表的示数为1V⑥调节电阻箱R的阻值,使电压表的示数为0.5V,此时电阻箱R的值即为电压表的内电阻RV的测量值⑦最后断开开关S.
实验室可供选择的实验器材有:
A.待测电压表B.滑动变阻器,最大阻值1000Ω
C.滑动变阻器,最大阻值10ΩD.电阻箱:最大阻值999.9Ω
E.电阻箱:最大阻值99.9ΩF.电池组:电动势约4V,内阻可忽略
G.电池组:电动势约8V,内阻可忽略
以及导线和开关等,按照这位同学设计的实验方法,回答下列问题:
(1)人使用本方法测量得较精确,而且使用仪器个数最少,除了导线,开关和待测电压表外,还应从提供的B、C、D、E、F、G器材中选用
CDG
CDG
(用器材的序号字母表示)
(2)对于上述方法测出的电压表内阻RV的测量值R和真实值R及测量误差,下列说法中正确的是
AD
AD

A.R>R
B.R<R
C.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越大
D.若RV越大,测量值R相对于真实值R的误差就越小
II.(10分)学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对种摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方本块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离
L
2

丙同学猜:复摆的摆长应该大于
L
2
.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于
L
2

为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是
错误
错误
的(选填“正确”或“错误”)
(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为
L
2
.单摆的周期计算值(T0=2π
L
2
g
),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
板长L/cm 25 50 80 100 120 150
周期计算值T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73
周期测量值T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.01
由上表可知,复摆的等效摆长
大于
大于
(选填“大于”、“小于”或“等于”).

(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图.请在坐标纸上作出T-T0图,并根据图象中反映出的规律求出L=
1.35
1.35
L
2
.(结果保留三位有效数字,其中L是板长为L时的等效摆长T=2π
L
g
).

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下列物理学史实中,正确的是(  )

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在利用单摆测定重力加速度的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到g=
4
π
2
 
l
T
2
 
,只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2-l图象,就可以求出当地的重力加速度.理论上T2-l图象是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图象如图所示.
(1)造成图象不过坐标原点的原因可能是
漏加小球半径
漏加小球半径

(2)由图象求出的重力加速度g=
9.87
9.87
m/s2.(取
π
2
 
=9.87

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