问题详情:
*同学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,他找到了一块大小为3cm左右,外形不规则的大理石块代替小球.他设计的实验步骤是:
A.将石块用细线系好,结点为M,将细线的上端固定于O点(如图所示)
B.用刻度尺测量OM间细线的长度l作为摆长
C.将石块拉开一个大约α=30°的角度,然后由静止释放
D.从摆球摆到最高点时开始计时,测出30次全振动的总时间t,由T= 得出周期.
①则该同学以上实验步骤中有错误的是__
②若该同学用OM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如果该同学改正了错误,改变OM间细线的长度做了2次实验,记下每次相应的线长度ll2和周期TT2,则由上述四个量得到重力加速度g的表达式是__.
【回答】
BCD 偏小
【详解】
①B中,摆长应是从悬点到大理石块的质心的距离;
C中,摆球的摆角太大,将不能看作简谐运动,单摆周期公式失效,不能测定g;
D中,测量时间应从单摆摆到最低点开始,因为最低位置摆球速度最大,相同的视觉距离误差,引起的时间误差较小,则周期测量比较准确
②根据单摆的周期公式 ,得
该同学用OM的长L作为摆长,摆长偏小,根据上述表达式得知,g的测量值偏小
③设摆线的结点到大理石质心的距离为r,则根据单摆的周期公式得
;
联立解得
知识点:实验:用单摆测量重力加速度
题型:实验,探究题