Question

某學(xué)校的物理實驗興趣小組利用單擺和一個深度未知的小筒設(shè)計了如下實驗來測量當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度及小筒深度。將組裝好的單擺豎直懸掛于開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，用毫米刻度尺測出筒外懸線的長度l，然后將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，單擺振動過程中懸線不能碰到筒壁，并通過改變l而測出對應(yīng)的擺動周期T，再以T²為縱軸．l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g。
    
（1）在這個實驗中，應(yīng)該選用下列哪些材料組成單擺（    ）

A．長約1米的細(xì)線

B．長約1米的細(xì)鐵絲

C．長約1米的橡皮條

D．長約0.2米的細(xì)絲線

E.直徑約為5厘米的鋼球
F.直徑約為5厘米的泡沫塑料球
G.直徑約為1厘米的鋼球
H.直徑約為1厘米的塑料球
（2）如果實驗中所得到的T²—l關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的_____；
（3）由圖象可知，小筒的深度h ＝ ________m；當(dāng)?shù)豨 ＝ _____________m / s²。(g值保留3位有效數(shù)字)
（4）請你幫助該實驗小組分析一下，g值偏小的主要原因是_______________________。

Answer 1

（1）AG           (2)a           (3)0.3m    9.62或9.76
（4）l的測量應(yīng)該是筒外懸線到小球中心的距離

試題分析：（1）在選擇擺線時要選擇細(xì)、輕、無彈性的細(xì)線，長度大約1m左右（2）在實驗過程中擺長應(yīng)該為擺線的長度與小球半徑之和，由單擺運動的周期公式，可知當(dāng)l=0時周期不為零，圖像為a圖（3）由（2）的分析可以確定，筒的深度為0．30m，a圖象的斜率為，所以當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?．86m/s²．
（4）實驗過程中擺線的真是擺長為筒外懸線到小球中心的距離，所以實驗中的擺長偏大，所測量出來的重力加速度偏小
點評：本題實驗對擺線和小球的要求一定要牢記，對單擺運動的周期公式要理解并記憶，乙圖中三條直線產(chǎn)生的原因都要能夠做出判斷，能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)方法回答一些問題，所以本實驗考查知識點較多，掌握起來覺得會非常零散，難度中等