球直径D,则单摆的摆长l=L+D2
3测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度小于5°,然后释放摆球,记下单摆摆动30~50次的总时间,算出平均每摆动一次的时间,即为单摆的振动周期.
4改变摆长,重做几次实验.4.数据处理1公式法:g=4Tπ22l2图象法:画l-T2图象.
g=4π2k,k=Tl2=ΔΔTl25.注意事项1悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定.2单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于5°3选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时,并数准全振动的次数.4摆球自然下垂时,用毫米刻度尺量出悬线长L,用游标卡尺测量小球的直径,然后算出摆球的半径r,则摆长l=L+r5选用一米左右的细线.
【跟进题组】1.某小组在做“用单摆测定重力加速度”实验后,为进一步探究,将单摆的轻质细线改为刚性重杆.通过查资料得知,这样做成的“复摆”做简谐运动的周期T=2πIc+mgmrr2,式中Ic为由该摆决定的常量,m为摆的质量,g为重力加速度,r为转轴到重心C的距离.如图甲,实验时在杆上不同位置打上多个小孔,将其中一个小孔穿在光滑水平轴O上,使杆做简谐运动,测量并记录r和相应的运动周期T;然后将不同位置的孔穿在轴上重复实验,实验数据见表,并测得摆的质量m=050kg
frm045040035030025020
Ts211214220230243264
1由实验数据得出图乙所示的拟合直线,图中纵轴表示________.
2Ic的国际单位为________,由拟合直线得到Ic的值为________保留到小数点后二位.3若摆的质量测量值偏大,重力加速度g的测量值________选填“偏大”“偏小”或“不变”.
解析:1由T=2π
Ic+mr2,可得mgr
T2r=4mπ2gIc+4gπ2r2,所以图中纵轴表示
T2r
2Ic单位与mr2单位一致,因为mr2的国际单位为kgm2,所以Ic的国际单位为kgm2;结合T2r=4mπ2gIc+4gπ2r2和题图中的截距和斜率,解得Ic的值约为017
3重力加速度
g
的测量值是通过求斜率4π2得到的,与质量无关,所以若摆的质量测量值偏大,重力加速g
度g的测量值不变.
答案:1T2r2kgm20173不变
2.2015高考天津卷某同学利用单摆测量重力加速度.
1为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是________.
A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大
2如图所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆.实验时,由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,r