高考物理力学实验复习题及答案 (213)

高考物理力学实验复习题及答案

23．某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中（实验装置如图甲所示），已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于5°，在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间为t，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端）为L，再用螺旋测微器测得摆球的直径为d（读数如图乙所示）。

（1）从乙图可知，摆球的直径为d＝10.685mm。

（2）用上述物理量的符号写出求重力加速度的表达式g＝π2(n−1)2(L+d

2

)

t2

。

（3）实验结束后，同学们在讨论如何能够提高测量结果的精确度时，提出了以下建议，其中可行的是AD。

A．尽可能选择细、轻且不易伸长的线作为摆线

B．当单摆经过最高位置时开始计时

C．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的

D．测量多组周期T和摆长L，作T2﹣L关系图象来处理数据

【解答】解：（1）螺旋测微器的主尺读数为10.5mm，可动刻度读数为0.01×18.5mm＝0.1850mm，则最终读数为10.685mm；

（2）由题，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1，到第n次经过最低点所用的时间

内为t，则单摆全振动的次数为N=n−1 2，

周期为：T=t

N

=2t

n−1；

单摆的长度为l＝L+d

2，由单摆的周期公式T＝2π√

l

g得：g=

π2(n−1)2(L+d2)

t2

；

（3）A、公式中，重力加速度的测量值与摆长有关，所以要尽可能选择细、轻且不易伸

长的线作为摆线，故A 正确；

B 、摆球在最低点停留的时间最短，为了减小误差，需要当单摆经过平衡位置时开始计时，故B 错误；

C 、为了减小误差，质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的，可以减少运动过程中空气的阻力，故C 错误；

D 、应用图象法处理实验数据可以减小实验误差，测量多组周期T 和摆长L ，作L ﹣T 2关系图象来处理数据，故D 正确。 故选：AD 。

故答案为：（1）10.685（10.683～10.687）；（2）π2(n−1)2(L+d

2

)

t ；（3）AD 。