Question

15．某同學(xué)利用如圖1所示的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度．實驗步驟如下：
A．按裝置圖安裝好實驗裝置；           
B．用游標卡尺測量小球的直徑d；
C．用米尺測量懸線的長度l；
D．讓小球在豎直平面內(nèi)小角度擺動．當(dāng)小球經(jīng)過最低點時開始計時，并計數(shù)為0，此后小球每經(jīng)過最低點一次，依次計數(shù)1、2、3…．當(dāng)數(shù)到20時，停止計時，測得時間為t；
E．多次改變懸線長度，對應(yīng)每個懸線長度，都重復(fù)實驗步驟C、D；
F．計算出每個懸線長度對應(yīng)的t²；
G．以t²為縱坐標、l為橫坐標，作出t²-l圖線．
結(jié)合上述實驗，完成下列任務(wù)：
（1）用游標為10分度卡尺測量小球直徑．某次測量示數(shù)圖2示，讀出小球直徑d值為1.52cm．
（2）該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用計算機作出t ²-l圖線如圖3所示．根據(jù)圖線擬合得到方程t²=404.0l+3.0．由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g=9.76m/s²．（取π²=9.86，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（3）從理論上分析圖線沒有過坐標原點的原因，下列分析正確的是：D
A．不應(yīng)在小球經(jīng)過最低點時開始計時，應(yīng)該在小球運動到最高點開始計時；
B．開始計時后，不應(yīng)記錄小球經(jīng)過最低點的次數(shù)，而應(yīng)記錄小球做全振動的次數(shù)；
C．不應(yīng)作t ²-l圖線，而應(yīng)作t-l圖線；   
D．不應(yīng)作t ²-l圖線，而應(yīng)作t ²-（l+$\frac{1}{2}$d）圖線．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺主尺示數(shù)與游標尺示數(shù)之和是游標卡尺的示數(shù)；游標卡尺不需要估讀；
（2）由于當(dāng)小球經(jīng)過最低點時開始計時，并計數(shù)為0，此后小球每經(jīng)過最低點一次，依次計數(shù)1、2、3…．當(dāng)數(shù)到20時，停止計時，測得時間為t．根據(jù)單擺周期公式T=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$得：$\frac{t}{10}$=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$，進一步變形得到t²-l圖象的解析式，從而根據(jù)圖象中斜率的物理意義求出
（3）單擺擺長等于擺線長度與擺球半徑之和，以擺線長度作為擺長，則擺長偏小

解答 解：（1）1所示游標卡尺主尺的示數(shù)是1.5cm=15mm，游標尺示數(shù)是2×0.1mm=0.2mm，小球的直徑d=15mm+0.2mm=15.2mm=1.52cm；
（2）根據(jù)單擺周期公式T=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$得：：$\frac{t}{10}$=2π$\sqrt{\frac{l}{g}}$，即：t²=400π²$\frac{l}{g}$
故t²-l圖象的斜率表示$\frac{400{π}^{2}}{g}$的大小，
由題意知斜率k=404.0
則：$\frac{400{π}^{2}}{g}$=404.0，π²取10，
得：g≈9.76m/s^2
（3）單擺擺長等于擺線長度與擺球半徑之和，把擺線長度作為單擺擺長，
擺長小于實際擺長，t²-l圖象不過原點，在縱軸上截距不為零，故D正確．
故選：D；
故答案為：（1）1.52   （2）9.76    （2）D

點評 要注意，游標卡尺不需要估讀；對秒表進行讀數(shù)時，要先確定秒表的分度值，秒表示數(shù)是分針與秒針示數(shù)之和．求解加速的前提是推導(dǎo)出t²-l圖象的解析式從而根據(jù)圖象中斜率的物理意義求出g