幾名學(xué)生進(jìn)行野外考察,登上一山峰后,他們想粗略測出山頂處的重力加速度.于是他們用細(xì)線拴好石塊P系在樹枝上做成一個(gè)簡易單擺,如圖所示.然后用隨身攜帶的鋼卷尺、電子手表進(jìn)行了測量.同學(xué)們首先測出擺長L,然后將石塊拉開一個(gè)小角度,由靜止釋放,使石塊在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),用電子手表測出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t.
①利用測量數(shù)據(jù)計(jì)算山頂處重力加速度的表達(dá)式g=
4π2n2L
t2
4π2n2L
t2
;
②若振動(dòng)周期測量正確,但由于難以確定石塊重心,測量擺長時(shí)從懸點(diǎn)一直量到石塊下端,所以用這次測量數(shù)據(jù)計(jì)算出來的山頂處重力加速度值比真實(shí)值
偏大
偏大
(選填“偏大”、“偏小”或“相等”).
分析:(1)單擺完成一次全振動(dòng)的時(shí)間是一個(gè)周期.單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t,求出周期.由單擺的周期公式得出重力加速度的表達(dá)式.
(2)根據(jù)重力加速度的表達(dá)式分析重力加速度值與真實(shí)值的大小關(guān)系.
解答:解:①由題,單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t得,單擺的周期T=
t
n
.由單擺的周期公式T=2π
L
g
得,g=
4π2L
T2
=
4π2n2L
t2

②單擺的擺長應(yīng)等于懸點(diǎn)到石塊重心的距離,若測量擺長時(shí)從懸點(diǎn)一直量到石塊下端,擺長L偏大,則由重力加速度的表達(dá)式g=
4π2n2L
t2
可知,重力加速度值比真實(shí)值偏大.
故答案為:①g=
4π2n2L
t2
;②偏大
點(diǎn)評(píng):單擺的周期采用累積法測量,周期的表達(dá)式T=
t
n
.根據(jù)測量原理分析實(shí)驗(yàn)誤差是常用的思路.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

【物理-選修3-4】
(1)下列說法正確的是
BD
BD

A.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化電場
B.發(fā)射電磁波的兩個(gè)重要條件是采用高頻和開放性LC電路
C.用標(biāo)準(zhǔn)平面檢查光學(xué)平面的平整程度是利用光的偏振現(xiàn)象
D.當(dāng)物體以較小的速度運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量變化十分微小,經(jīng)典力學(xué)理論仍然適用,只有當(dāng)物體以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)量變化才明顯,故經(jīng)典力學(xué)適用于低速運(yùn)動(dòng),而不適用于高速運(yùn)動(dòng)
(2)幾名學(xué)生進(jìn)行野外考察,登上一山峰后,他們想粗略測出山頂處的重力加速度.于是他們用細(xì)線拴好石塊P系在樹枝上做成一個(gè)簡易單擺,如圖1所示.然后用隨身攜帶的鋼卷尺、電子手表進(jìn)行了測量.同學(xué)們首先測出擺長L,然后將石塊拉開一個(gè)小角度,由靜止釋放,使石塊在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),用電子手表測出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t.
①利用測量數(shù)據(jù)計(jì)算山頂處重力加速度的表達(dá)式g=
4π2n2L
t2
4π2n2L
t2

②若振動(dòng)周期測量正確,但由于難以確定石塊重心,測量擺長時(shí)從懸點(diǎn)一直量到石塊下端,所以用這次測量數(shù)據(jù)計(jì)算出來的山頂處重力加速度值比真實(shí)值
偏大
偏大
(選填“偏大”、“偏小”或“相等”).

(3)如圖2所示,在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一橫截面為四分之一圓周的柱狀玻璃體OPQ,OP=OQ=R,一束單色光垂直O(jiān)P面射入玻璃體,在OP面上的入射點(diǎn)為A,OA=
R
2
,此單色光通過玻璃體后沿BD方向射出,且與x軸交于D點(diǎn),OD=
3
R
,求:該玻璃的折射率是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)幾名學(xué)生進(jìn)行野外考察,登上一山峰后,他們想粗略測出山頂處的重力加速度.于是他們用細(xì)線拴好石塊P系在樹枝上做成一個(gè)簡易單擺,如圖所示.然后用隨身攜帶的鋼卷尺、電子手表進(jìn)行了測量.同學(xué)們首先測出擺長L,然后將石塊拉開一個(gè)小角度,由靜止釋放,使石塊在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),用手表測出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t.
①利用測量數(shù)據(jù)計(jì)算山頂處重力加速度的表達(dá)式g=
 
;
②若振動(dòng)周期測量正確,但由于難以確定石塊重心,測量擺長時(shí)從而將懸點(diǎn)一直量到石塊下端,所以用這次測量數(shù)據(jù)計(jì)算出來的山頂處重力加速度值比真實(shí)值
 
  (選填“偏大”、“偏小”或“相等”).精英家教網(wǎng)
(2)在“測定金屬的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中,所用金屬電阻絲的電阻約為30Ω.現(xiàn)通過以下實(shí)驗(yàn)測量該金屬材料的電阻率.
①用螺旋測微器測量電阻絲直徑,其示數(shù)如圖1所示,則該電阻絲直徑的測量值d=
 
mm;
②實(shí)驗(yàn)中能提供的器材有開關(guān)、若干導(dǎo)線及下列器材:
電壓表V1(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ);
電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約15kΩ);
電流表A1(量程0~100mA,內(nèi)阻約5Ω);
電流表A2(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω);
滑動(dòng)變阻器R1(0~10Ω);
滑動(dòng)變阻器R2(0~1kΩ);
電源E (電動(dòng)勢為4.5V,內(nèi)阻不計(jì)).
為了便于調(diào)節(jié)電路并能較準(zhǔn)確的測出電阻絲的阻值,電壓表應(yīng)選
 
,電流表應(yīng)選
 
,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選
 

③如圖2所示,將電阻絲拉直后兩端固定在刻度尺兩端的接線柱a和b上,刻度尺的中間有一個(gè)可沿電阻絲滑動(dòng)的觸頭P,觸頭的另一端為接線柱c,當(dāng)用手按下觸頭P時(shí),觸頭P才與電阻絲接觸,觸頭的位置可在刻度尺上讀出.實(shí)驗(yàn)中改變觸頭P與電阻絲接觸的位置,并移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,使電流表示數(shù)I保持不變,分別測量出多組接入電路中電阻絲的長度L與對(duì)應(yīng)的電壓U.請(qǐng)?jiān)趫D3中完成實(shí)驗(yàn)電路的連接.(要求:能改變電阻絲的測量長度和進(jìn)行多次測量)
④利用測量數(shù)據(jù)畫出U-L圖線,如圖4所示,其中(L0,U0)是U-L圖線上的一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo).根據(jù)U-L圖線,用電阻絲的直徑d、電流I和坐標(biāo)(L0,U0)可計(jì)算得出電阻絲的電阻率ρ=
 
.(用所給字母表示)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2009?海淀區(qū)二模)(1)幾名學(xué)生進(jìn)行野外考察,登上一山峰后,他們想測出所處位置的重力加速度和高度,于是他們做了如下實(shí)驗(yàn).
①用細(xì)線拴好石塊P系在樹枝上做成一個(gè)簡易單擺,如圖1所示.用隨身攜帶的鋼卷尺測出懸點(diǎn)到石塊中心的長度L,然后將石塊拉開一個(gè)小角度,由靜止釋放石塊,使石塊開始在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),用電子手表測出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t.由此可計(jì)算出所處位置的重力加速度g=
4π2n2L
t2
4π2n2L
t2
;
②若已知地球半徑為R,海平面的重力加速度為g0,由此計(jì)算出他們?cè)谏椒迳纤幬恢玫母叨萮=
Rt
2πn
g0
L
-R
Rt
2πn
g0
L
-R
.(用測量出的物理量和已知量表示)

(2)實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)螺線管電阻值約為60Ω,其繞制螺線管的金屬絲的電阻率為ρ.某同學(xué)采用如下方法測量螺線管兩接線柱之間金屬絲的長度,請(qǐng)按要求完成下列問題.
①使用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖2所示,金屬絲的直徑d=
0.260×10-3
0.260×10-3
m.
②用電流表和電壓表測量螺線管的電阻,提供的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物如圖3所示:
A.直流電流表(量程0~50mA,內(nèi)阻約10Ω);
B.直流電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ);
C.直流電源(電動(dòng)勢4V,內(nèi)阻可不計(jì));
D.滑動(dòng)變阻器(總阻值10Ω,最大電流1A);
E.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干條.
為了比較準(zhǔn)確地測量金屬絲的電阻,要求測量多組數(shù)據(jù),在所給的實(shí)物圖中畫出連接導(dǎo)線.
③若電壓表的讀數(shù)為U,電流表的讀數(shù)為I,金屬絲直徑為d,金屬絲的電阻率為ρ,則由已知量和測得量的符號(hào)表示金屬絲的長度的計(jì)算式為l=
πd2U
4ρI
πd2U
4ρI

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科目:高中物理 來源:北京市2012屆高二下學(xué)期期中物理考試試題 題型:實(shí)驗(yàn)題

幾名學(xué)生進(jìn)行野外考察,登上一山峰后,他們想粗略測出山頂處的重力加速度。于是他們用細(xì)線拴好石塊P系在樹枝上做成一個(gè)簡易單擺,如圖所示。然后用隨身攜帶的鋼卷尺、電子手表進(jìn)行了測量。同學(xué)們首先測出擺長L,然后將石塊拉開一個(gè)小角度,由靜止釋放,使石塊在豎直平面內(nèi)擺動(dòng),用手表測出單擺振動(dòng)的周期T。

(1)用擺長L和周期T計(jì)算重力加速度的公式是g=__________

(2)在測量擺動(dòng)的周期時(shí),甲同學(xué)從石塊某次通過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),數(shù)出以后石塊通過平衡位置的次數(shù)n,用手表測出所用的時(shí)間t;乙同學(xué)從小鋼球某次通過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),并將這次通過平衡位置時(shí)記為1,將小鋼球第二次沿同一方向通過平衡位置時(shí)記為2,第三次沿同一方向通過平衡位置時(shí)記為3,以此類推,一直數(shù)到,同時(shí)停表, 手表顯示時(shí)間為。你選擇哪位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法,并寫出對(duì)應(yīng)的單擺的周期表達(dá)式:_________。

(3)若振動(dòng)周期測量正確,但由于難以確定石塊重心,測量擺長時(shí)只測量了懸線長做為擺長,所以用這次測量數(shù)據(jù)計(jì)算出來的山頂處重力加速度值比真實(shí)值          (選填“偏大”、“偏小”或“相等”)。

 

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