探究桿線擺。如圖雙線擺(如圖)也是一種單擺,它的優(yōu)點是可以把擺球的運動軌跡約束在一個確定的平面上。現(xiàn)把雙線擺的其中一根懸線,換成一根很輕的硬桿,組成一個“桿線擺”,如圖所示。桿線擺可以繞著懸掛軸OO'來回擺動,桿與懸掛軸OO'垂直,其擺球的運動軌跡被約束在一個傾斜的平面內(nèi)。某實驗小組為探究在相同擺長下、擺角很小時,“桿線擺”的周期T跟等效重力加速度的關(guān)系,設(shè)計了如下實驗:

(1)測量斜面傾斜角θ。如圖,鐵架臺上裝一重垂線。在鐵架臺的立柱跟重垂線平行的情況下把桿線擺裝在立柱上,調(diào)節(jié)擺線的長度,使擺桿與立柱垂直,則此時擺桿是水平的。把鐵架臺底座的一側(cè)墊高,立柱傾斜,繞立柱擺動的鋼球?qū)嶋H上是在一傾斜平面上運動。測出靜止時擺桿與重垂線的夾角為β,則該傾斜平面與水平面的夾角θ=90°-β90°-β。
(2)測量周期T。讓桿線擺做小偏角下的振動,用停表測量完成20次全振動所用的時間t1則周期T=t20。同樣的操作進(jìn)行三次,取平均值作為該周期的測量值。
(3)記錄數(shù)據(jù)。改變鐵架臺的傾斜程度,測出不同傾斜程度下斜面傾斜角θ的值以及該傾角下桿線擺的周期T,把各組θ和T的值填在實驗數(shù)據(jù)表格中。取g=9.8m/s2,計算a=gsinθ的值作為表格中的一列,再計算1gsinθ的值,得到表格中的另一列,如表所示:
t
20
1
gsinθ
次數(shù) | 斜面傾角θ(°) | 周期T/s | 等效重力加速度a=gsinθ/(m?s-2) | 1 g sinθ m - 1 2 |
1 | 11.0 | 2.52 | 1.87 | 0.731 |
2 | 14.5 | 2.11 | 2.45 | 0.639 |
3 | 19.0 | 1.83 | 3.19 | 0.560 |
4 | 22.5 | 1.73 | 3.75 | 0.516 |
5 | 25.5 | 1.62 | 4.22 | 0.487 |
6 | 29.0 | 1.50 | 4.75 | 0.459 |
1
gsinθ
1
gsinθ

(5)得出結(jié)論。根據(jù)該圖線可知:
見解析
見解析
。【考點】用單擺測定重力加速度.
【答案】90°-β;;見解析
1
gsinθ
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/26 0:0:1組卷:57引用:2難度:0.5
相似題
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1.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,某實驗小組在測量單擺的周期時,測得擺球經(jīng)過n次全振動的總時間為Δt;在測量單擺的擺長時,先用毫米刻度尺測得擺線長為l,再用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑為D,某次測量游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖甲所示。
回答下列問題:
(1)從甲圖可知,擺球的直徑為D=mm;
(2)該單擺的周期為 ;
(3)為了提高實驗的準(zhǔn)確度,在實驗中可改變幾次擺長L并測出相應(yīng)的周期T,從而得出幾組對應(yīng)的L和T的數(shù)值,以L為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)作出T2-L圖線,但同學(xué)們不小心每次都把小球直徑當(dāng)作半徑來計算擺長,由此得到的T2-L圖像是圖乙中的 (選填①、②、③),由圖像可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=;由此得到的g值會 。(選填“偏小”“不變”“偏大”)發(fā)布:2024/12/29 14:30:1組卷:221引用:4難度:0.6 -
2.在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中,
(1)用秒表測時間時為盡量減少誤差,應(yīng)從擺球通過 (選填“最高點”或“最低點”)時開始計時。
(2)某同學(xué)在正確操作和測量的情況下,測得周期為T1,得出重力加速度值比當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎敌。懦似渌蛩睾蟀l(fā)現(xiàn),是所用擺球的重心不在球心所致,則可以判斷重心應(yīng)該是在球心的 (選填“上方”或“下方”)。于是他將擺線長減小ΔL,測得單擺振動周期為T2,由此可得到比較準(zhǔn)確的重力加速度表達(dá)式是 。
(3)為了更準(zhǔn)確測量,他測出多組擺長L和振動周期T,得出如圖所示圖象,則圖象的縱軸表示 ;由圖象求出的重力加速度g=m/s2.(小數(shù)點后保留兩位)發(fā)布:2024/12/29 15:0:2組卷:127引用:5難度:0.6 -
3.小明利用如圖甲所示的單擺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?br />
(1)下列有關(guān)說法正確的是 。(填字母)
A.?dāng)[線要選擇適當(dāng)細(xì)些、長些,彈性小些的細(xì)線
B.質(zhì)量大、體積小的擺球可以減小空氣阻力帶來的影響
C.單擺的擺長等于擺線上端的懸點到擺球最低點的距離
D.為減小測量周期的誤差,擺球全振動的次數(shù)越多越好
(2)用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑如圖乙所示,則擺球的直徑為 cm。
(3)通過改變擺長,測出多組擺長l和周期T的數(shù)據(jù),作出T2-l圖線如圖丙所示,則由圖中數(shù)據(jù)計算重力加速度g的表達(dá)式為 (用l1、l2、T1、T2表示);用此方法計算重力加速度時,圖線不過坐標(biāo)原點對結(jié)果是否有影響?。(填“有”或“沒有”)發(fā)布:2024/12/20 9:0:2組卷:48引用:4難度:0.4
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