1.利用单摆周期T=2π,测重力加速度g=.2.采用图象法处理数据,在l-T2图象中k=.
1.(2020·湖北高三月考)某学习小组学习了单摆的相关知识后,想利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度.
图1
(1)组装单摆时,应在下列器材中选用________(填选项前的字母).
A.长度为60 cm左右的橡皮条
B.长度为80 cm左右的细线
C.直径为3 cm左右的塑料球
D.直径为3 cm左右的钢球
(2)实验步骤如下:
A.用游标卡尺测量小球的直径;
B.按装置图安装好实验装置;
C.用米尺测量细线悬点到小球的长度L;
D.将小球拉离平衡位置一个小角度,由静止释放小球,稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时,并计数为0,此后小球每摆到平衡位置一次,计数一次,依次计数为1,2,3,…,当数到20时,停止计时,测得时间为t;
E.多次改变悬线长度,测出对应每次悬线的长度,重复实验步骤C、D;
F.计算出每个悬线长度对应的t2;
G.以t2为纵坐标、L为横坐标,作出t2-L图线.
结合上述实验步骤,完成下列任务:
该同学根据实验数据,利用计算机作出t2-L图线如图2所示.根据图线拟合得到方程t2=403.3L+6.3.由此可以得出当地的重力加速度g=________m/s2.(取π2=9.86,结果保留三位有效数字)
图2
(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因是____________________________________.
答案 (1)BD (2)9.78 (3)没有把球的半径算入摆长
解析 (1)选材时,要尽量减小空气阻力对单摆振动的影响,同时要便于测量,摆线选择细线而不能选择长度变化大的橡皮条,摆球选择质量大密度小的,故选B、D.
(2)依题意得,单摆的周期为T==,
由单摆周期公式T=2π,
联立可得t2=L.
由题意可得t2=403.3L+6.3,则=403.3,
可得g≈9.78 m/s2.
(3)单摆摆长等于摆线长度和摆球半径之和,把摆线长度作为单摆摆长,摆长小于实际摆长,因此图线没有过坐标原点,在纵轴上截距不为零.