【解析】单摆的摆长是从悬线的悬挂点到小球重心的距离,题中小球视为质量分布均匀,故摆长为:l+;测定同期时,摆球在最低处平衡位置速度最大,因此应从最低位置开始计时并计数N次,则小球完成了次全振动,故其周期T=。测重力加速度的方法有多种,其中一种用斜面和打点计时器由牛顿第二定律来测,方法见答案。
【答案】① l+ ②平衡 ;
所选器材
(只填器材序号) 简述实验方法
(不要求写出具体步骤) 实验设计 A、C、E 用弹簧秤称出带夹子重锤的重力大小G,再用天平测出其质量m,则g=G/m。 或
实验设计 B、D、F、G、I、K、M 安装仪器,接通电源,让纸带随小车一起沿斜面下滑。用刻度尺测出所需数据。改变斜面高度再测一次,利用两次数据,由牛顿第二定律算出结果。 【备考提示】本题突出了对实验原理的考查,只有保证对摆长和周期测量的准确性,才能减小重力加速度的测量误差,同时也考查了考生对实验的设计能力,在设计实验的过程中,对物理量的直接测量和间接测量要有明确的认识。只有这样才能明确设计思路,进行实验设计。同时在复习时也要注意积累同一物理量的不同测量方法,开阔视野,注意发散思维能力的培养,才能更好的应对将来这种具有一定开放性的试题。
【例题3】(2006年上海)有一测量微小时间差的装置,是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂成.两个单摆摆动平面前后相互平行。
⑴现测得两单摆完成 50次全振动的时间分别为50.0s和49.0 s,则两单摆的周期差ΔT= s;
⑵某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差,具体操作如下:把两摆球向右拉至相同的摆角处,先释放长摆摆球,接着再释放短摆摆球,测得短摆经过若干次全振动后,两摆恰好第一次同时同方向通过某位置,由此可得出释放两摆的微小时间差.若测得释放两摆的时间差Δt=0.165s,则在短摆释放 s(填时间)后,两摆恰好第一次同时向 (填方向)通过 (填位置);
⑶为了能更准确地测量微小的时间差,你认为此装置还可做的改进是 。
【解析】⑴=0.02s