【題目】用單擺測定重力加速度的實驗裝置如下圖所示。

1)組裝單擺時,應(yīng)在下列器材中選用__________(選填選項前的字母)。

A.長度為1 m左右的細線

B.長度為30 cm左右的細線

C.直徑為1.8 cm的塑料球

D.直徑為1.8 cm的鐵球

2)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t,則重力加速度g=_______(用L、n、t表示)。

3)下表是某同學(xué)記錄的乙組實驗數(shù)據(jù),并做了部分計算處理。

組次

1

2

3

擺長L/cm

80.00

90.00

100.00

50次全振動所用的時間t/s

90.0

95.5

100.5

振動周期T/s

1.80

1.91

重力加速度g/(ms-2)

9.74

9.73

請計算出第3組實驗中的T=________s,g=___________。

4)用多組實驗數(shù)據(jù)做出圖像,也可以求出重力加速度g,已知三位同學(xué)做出的圖線的示意圖如下圖中的a、b、c所示,其中ab平行,bc都過原點,圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹。則相對于圖線b,下列分析正確的是_________(選填選項前的字母)。

A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L

B.出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50

C.圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g

5)同學(xué)在家里測重力加速度。他找到細線和鐵鎖,制成一個單擺,如下圖所示,由于家里只有一根量程為30 cm的刻度尺,于是他在細線上的A點做了一個標記,使得懸點OA點間的細線長度小于刻度尺量程。保持該標記以下的細線長度不變,通過改變OA間細線長度以改變擺長。實驗中,當(dāng)O、A間細線的長度分別為時,測得相應(yīng)單擺的周期為、。由此可得重力加速度g=__________(用、、表示)。

【答案】AD 2.01 9.769.769.77 B

【解析】

根據(jù)實驗原理,擺長需要在1m左右,小球需要體積較小的實心金屬小球;根據(jù)單擺的周期公式進行推導(dǎo)各類物理量。

(1)[1]在用單擺測定重力加速度的實驗基本條件是擺線長度遠大于小球直徑,小球的密度越大越好;故擺線應(yīng)選取長約1 m左右的不可伸縮的細線,擺球應(yīng)選取體積小而質(zhì)量大的鐵球,以減小實驗誤差,故選AD;

(2)[2]次全振動的時間為,則振動周期為:

根據(jù)單擺周期公式:

可推出;

(3)[3]50次全振動的時間為100.5 s,則振動周期為:

[4]代入公式求得:

;

(4)[5]根據(jù)單擺的周期公式,可以推導(dǎo)出:

可知圖像的斜率b曲線為正確的圖像。斜率越小,對應(yīng)的重力加速度越大,選項C錯誤。在圖像中圖線與縱軸正半軸相交表示計算擺長偏小,如漏加小球半徑,與縱軸負半軸相交表示擺長偏大,選項A錯誤;若誤將49次全振動記為50次,則周期測量值偏小,值測量值偏大,對應(yīng)的圖像斜率偏小,故B選項正確。

(5)[6]設(shè)A到鐵鎖重心的距離為,則第一次的實際擺長為,第二次的實際擺長為,由周期公式:

聯(lián)立消去,解得。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】(1)楊氏干涉實驗證明光的確是一種波,一束單色光投射在兩條相距很近的狹縫上,兩狹縫就成了兩個光源,它們發(fā)出的光波滿足干涉的必要條件,則兩列光的________相同。如圖所示,在這兩列光波相遇的區(qū)域中,實線表示波峰,虛線表示波谷,如果放置光屏,在________(選填A”、“BC”)點會出現(xiàn)暗條紋。

(2)在上述楊氏干涉實驗中,若單色光的波長λ=5.89×107 m,雙縫間的距離d=1 mm,雙縫到屏的距離l=2 m。求第1個亮條紋到第11個亮條紋的中心間距。

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【題目】1在一次實驗時某同學(xué)用游標卡尺測量如圖,示數(shù)為 cm。在一次實驗時某同學(xué)用螺旋測微器測量如圖,示數(shù)為 mm。

2某電阻額定電壓為3V阻值大約為10Ω。為測量其阻值,實驗室提供了下列可選用的器材:

A:電流表A1量程300mA,內(nèi)阻約1Ω

B:電流表A2量程06A,內(nèi)阻約0

C:電壓表V1量程30V,內(nèi)阻約3kΩ

D:電壓表V2量程50V,內(nèi)阻約5kΩ

E:滑動變阻器R1最大阻值為10Ω

F:滑動變阻器R2最大阻值為1kΩ

G:電源E電動勢4V,內(nèi)阻可忽略

H:電鍵、導(dǎo)線若干。

為了盡可能提高測量準確度,應(yīng)選擇的器材為只需添器材前面的字母即可:電流表_______,電壓表_________,滑動變阻器________。

畫出該實驗電路圖。

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【題目】如圖所示,半徑的光滑圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道的一個端點和圓心的連線與水平方向間的夾角θ=370,另一端點為軌道的最低點,其切線水平。一質(zhì)量M= 2kg、板長L =0.65m的滑板靜止在光滑水平地面上,左端緊靠C點,其上表面所在平面與圓弧軌道C點和右側(cè)固定平臺D等高。質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點)從空中點以v0=0.6m/s的速度水平拋出,恰好從軌道的端沿切線方向進入圓弧軌道,然后沿圓弧軌道滑下經(jīng)C點滑上滑板。滑板運動到平臺D時被牢固粘連。已知物塊與滑板間的動摩擦因數(shù)0.5,滑板右端到平臺D左側(cè)的距離s0.1m<s<0.5m范圍內(nèi)取值。取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8.求:

(1) 物塊到達點時的速度大小vB

(2) 物塊經(jīng)過C點時對圓弧軌道的壓力

(3) 試討論物塊剛滑上平臺D時的動能s的關(guān)系

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【題目】如圖所示,變阻器的最大阻值為,定值電阻,當(dāng)電鍵S閉合,變阻器的滑片在中點位置時,電源消耗的總功率為,并聯(lián)部分(燈、、)消耗功率為,此時電燈正常發(fā)光,求:

1)此時電路中的總電流I和電源電壓U

2)電燈的阻值;(設(shè)阻值恒定不變);

3)當(dāng)電鍵S斷開時,要使電燈仍正常發(fā)光,則變阻器的阻值應(yīng)為多少?

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【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中,科學(xué)家們總結(jié)出了許多物理學(xué)方法,以下關(guān)于物理學(xué)研究方法的敘述正確的是(

A. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時,用質(zhì)點來代替物體的方法運用了假設(shè)法

B. 根據(jù)速度的定義式,當(dāng)t趨近于零時,就可以表示物體在t時刻的瞬時速度,該定義運用了微元法

C. 在推導(dǎo)勻變速直線運動位移公式時,把整個運動過程等分成很多小段,然后將各小段位移相加,運用了微積分的方法。

D. 在對自由落體運動的研究中,伽利略猜想運動速度與下落時間成正比,并直接用實驗進行了驗證

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【題目】16分)如圖所示,豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道下端與水平桌面相切,小滑塊AB分別靜止在圓弧軌道的最高點和最低點,F(xiàn)將A無初速度釋放,AB碰撞后結(jié)合為一個整體,并沿桌面滑動。已知圓弧軌道光滑,半徑R=0.2m,AB的質(zhì)量相等,AB整體與桌面之間的動摩擦因數(shù)=0.2。取重力加速度g=10m/s2,求:

1)碰撞前瞬間A的速率v

2)碰撞后瞬間AB整體的速度。

3AB整體在桌面上滑動的距離L。

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【題目】如圖所示,平板下方有垂直紙面向外的勻強磁場,一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(不計重力)在紙面內(nèi)垂直于平板的方向從板上小孔P射入磁場,并打在板上的Q點,已知磁場的磁感應(yīng)強度為B,粒子的速度大小為v,由此可知(  )

A.該帶電粒子帶正電,PQ間的距離為L

B.該帶電粒子帶正電,PQ間的距離為L

C.該帶電粒子帶負電,PQ間的距離為L

D.該帶電粒子帶負電,P、Q間的距離為L

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【題目】如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛小車,小車的左端為半徑R=0.2m的四分之一光滑圓弧軌道AB,AB的最低點B與小車的上表面相切,F(xiàn)小車的左側(cè)靠在豎直墻壁上,可視為質(zhì)點的物塊從A點正上方H=0.25m處無初速度下落,恰好落入小車圓弧軌道,并沿圓弧軌道滑下最終小車與物塊一起運動。已知小車的質(zhì)量為M=5kg,物塊的質(zhì)量為m=1kg,物塊與小車水平部分間的動摩擦因數(shù)μ= 0.5,不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時的能量損失,重力加速度g=10m/s2。求:

1)物塊到達圓弧軌道最低點B點時的速度vB的大小及軌道對它支持力FN的大小;

2)物塊和小車最終速度v的大小及此過程產(chǎn)生的熱量Q;

3)物塊最終距離B點的距離x

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