4.在“探究單擺擺長與周期關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)的主要操作步驟如下:
A.取一根符合實(shí)驗(yàn)要求的擺線,下端系一金屬小球,上端固定在O點(diǎn);
B.在小球靜止懸掛時(shí)測量出O點(diǎn)到小球球心的距離L;
C.拉動(dòng)小球使細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)不大的角度(約5°),然后由靜止釋放小球;
D.用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t
(1)用所測物理量的符號表示重力加速度的測量值,其表達(dá)式為g=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}L}{{t}^{2}}$.;
(2)若測得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值,造成這一情況的原因可能是C(選填下列選項(xiàng)前的序號)
A.測量擺長時(shí),把擺線的長度當(dāng)成了擺長
B.?dāng)[線上端未牢固地固定于O點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線越擺越長
C.測量周期時(shí),誤將擺球(n-1)次全振動(dòng)的時(shí)間t記為了n次全振動(dòng)的時(shí)間,并由計(jì)算式T=$\frac{t}{n}$求得周期
D.?dāng)[球的質(zhì)量過大
(3)用游標(biāo)上有10個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑如圖1所示,擺球直徑為2.06cm.然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間如圖2所示,秒表讀數(shù)為100.0 s.

分析 (1)根據(jù)單擺的周期公式,結(jié)合周期的大小求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,結(jié)合擺長或周期的測量誤差確定重力加速度的測量誤差.
(3)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù),不需估讀;秒表的讀數(shù)等于小盤讀數(shù)加上大盤讀數(shù).

解答 解:(1)單擺的周期T=$\frac{t}{n}$,根據(jù)T=$2π\(zhòng)sqrt{\frac{L}{g}}$得,g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}L}{{t}^{2}}$.
(2)根據(jù)T=$2π\(zhòng)sqrt{\frac{L}{g}}$得,g=$\frac{4{π}^{2}L}{{T}^{2}}$,
A、測量擺長時(shí),把擺線的長度當(dāng)成了擺長,則擺長的測量值偏小,導(dǎo)致重力加速度的測量值偏小,故A錯(cuò)誤.
B、擺線上端未牢固地固定于O點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線越擺越長,知擺長的測量值偏小,導(dǎo)致重力加速度測量值偏小,故B錯(cuò)誤.
C、測量周期時(shí),誤將擺球(n-1)次全振動(dòng)的時(shí)間t記為了n次全振動(dòng)的時(shí)間,則周期的測量值偏小,導(dǎo)致重力加速度的測量值偏大,故C正確.
D、擺球的質(zhì)量過大,不影響重力加速度的測量,故D錯(cuò)誤.
故選:C.
(3)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為20mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.1×6mm=0.6mm,則最終讀數(shù)為20.6mm=2.06cm.
秒表的小盤讀數(shù)為90s,大盤讀數(shù)為 10.0s,則秒表讀數(shù)為100.0s.
故答案為:(1)$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}L}{{t}^{2}}$,(2)C,(3)2.06,100.0.

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期公式,知道影響測量重力加速度誤差的因素,掌握游標(biāo)卡尺和秒表的讀數(shù)方法,難度不大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.如圖所示,兩根長度不同的細(xì)線分別系有兩個(gè)小球m1、m2,細(xì)線的上端都系于O點(diǎn).設(shè)法讓兩個(gè)小球在同一水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知兩細(xì)線長度之比L1:L2=$\sqrt{3}$:1,L1跟豎直方向的夾角為60°角,下列說法錯(cuò)誤的是(  )
A.兩小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等
B.兩小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度相等
C.兩小球的質(zhì)量比一定是m1:m2=$\sqrt{3}$:1
D.L2細(xì)線跟豎直方向成45°角

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

15.某同學(xué)在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一斜槽軌道運(yùn)動(dòng),通過描點(diǎn)法得到小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.
(1)在下列器材中,不需要的有:EGI;(填字母代號)
A、白紙    B、方木板   C、斜槽軌道   D、小球   E、天平   F、重垂線
G、秒表    H、刻度尺   I、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(2)在做這一實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說法正確的是AD
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端可以不水平
D.要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng),記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.2007年10月24日18時(shí)05分,中國第一顆探月衛(wèi)星“嫦娥一號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空,已知月球半徑為R,若“嫦娥一號”到達(dá)距月球表面高為2R處時(shí),地面控制中心將其速度調(diào)整為v時(shí)恰能繞月球勻速飛行,將月球視為質(zhì)量分布均勻的球體,則月球表面的重力加速度為( 。
A.$\frac{{v}^{2}}{R}$B.$\frac{2{v}^{2}}{R}$C.$\frac{3{v}^{2}}{R}$D.$\frac{4{v}^{2}}{R}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.勻速圓周運(yùn)動(dòng)在科學(xué)史上曾經(jīng)起過重要作用.下面列舉的四位學(xué)者,關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的論述,現(xiàn)在看來仍然正確的是( 。
A.古希臘思想家柏拉圖認(rèn)為“天體的運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng),因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)是最完善的,不需要任何推動(dòng)”
B.德國天文學(xué)家開普勒認(rèn)為“火星軌道不是一個(gè)圓周,而是一個(gè)橢圓,并且沒有這樣一點(diǎn),火星繞該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是勻速的”
C.意大利物理學(xué)家伽利略在《兩門新科學(xué)的對話》一書中指出:“任何速度一旦施加給一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,只要除去加速或減速的外因,此速度就可以保持不變,不過這是只能在水平而發(fā)生的一種情形.”他所說的“水平面”是指和球心等距離的球面
D.英國科學(xué)家牛頓認(rèn)為:勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的向心力指向圓心,向心力的大小與單位時(shí)間內(nèi)通過的弧長的平方成正比,與圓周軌道半徑成反比

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.如圖所示,間距l(xiāng)=0.4m的光滑平行金屬導(dǎo)軌與水平面夾角θ=30°,正方形區(qū)域abcd內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T,方向垂直于斜面.甲、乙兩金屬桿電阻R相同、質(zhì)量均為m=0.02kg,垂直于導(dǎo)軌放置.起初,甲金屬桿處在磁場的上邊界ab上,乙在甲上方距甲也為l處.現(xiàn)將兩金屬桿同時(shí)由靜止釋放,并同時(shí)在甲金屬桿上施加一個(gè)沿著導(dǎo)軌的拉力F,使甲金屬桿始終以a=5m/s2的加速度沿導(dǎo)軌勻加速運(yùn)動(dòng),已知乙金屬桿剛進(jìn)入磁場時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng),取g=10m/s2,則( 。
A.每根金屬桿的電阻R=0.016Ω
B.甲金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是0.4 s
C.甲金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中F的功率逐漸增大
D.乙金屬桿在磁場中運(yùn)動(dòng)過程中安培力的功率是0.1 W

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示閉合線圈處在變化的磁場中,線圈中產(chǎn)生了順時(shí)針方向的感應(yīng)電流,而且線圈的面積有收縮的趨熱,那么,線圈內(nèi)磁場可能是( 。
A.磁場方向垂直紙面向內(nèi),且磁感應(yīng)強(qiáng)度在減小
B.磁場方向垂直紙面向內(nèi),且磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大
C.磁場方向垂直紙面向外,且磁感應(yīng)強(qiáng)度在減小
D.磁場方向垂直紙面向外,且磁感應(yīng)強(qiáng)度在增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置.當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí),光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn).若質(zhì)量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛,經(jīng)過時(shí)間t前進(jìn)的距離為x,且速度達(dá)到最大值vm.設(shè)這一過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P,小車所受阻力恒為f,以下判斷錯(cuò)誤的是( 。
A.小車做勻加速運(yùn)動(dòng)
B.小車受到的牽引力逐漸減小
C.小車受到的牽引力所做的功為Pt
D.小車受到的牽引力做的功為fx+$\frac{1}{2}$mvm2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

14.關(guān)于物體的速度和加速度的說法正確的是(  )
A.速度大,則其加速度大
B.加速度大,則其速度也大
C.速度變化越來越快,則加速度越大
D.速度變化方向可能與其加速度方向不一致

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同步練習(xí)冊答案