Question

在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，單擺的擺角θ應(yīng)

小于5°

，從擺球經(jīng)過(guò)

平衡位置

，開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出n次全振動(dòng)的時(shí)間為t，用毫米刻度尺測(cè)出擺線長(zhǎng)為L(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球的直徑為D．
（1）用上述物理量的符號(hào)寫(xiě)出測(cè)重力加速度的一般表達(dá)式為g=

4π2(L+ D 2 )n2

t2

（2）實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)出的重力加速度值總是偏大，其原因可能是

CD

A、實(shí)驗(yàn)室處在高山上，離海平面太高
B、單擺所用的擺球太重
C、測(cè)出n次全振動(dòng)的時(shí)間為t，誤作為（n+1）次全振動(dòng)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算
D、以擺球的直徑和擺線之和作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算．

Answer 1

分析：單擺在擺角比較小時(shí)，單擺的運(yùn)動(dòng)才可以看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度最大，此時(shí)計(jì)時(shí)，誤差比較�。�根據(jù)單擺的公式T=2π

L g

，推導(dǎo)出g的表達(dá)式．再根據(jù)g的表達(dá)式分析誤差形成的原因．

解答：解：?jiǎn)螖[在擺角比較小時(shí)，單擺的運(yùn)動(dòng)才可以看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，所以單擺的擺角θ應(yīng)小于5°．?dāng)[球經(jīng)過(guò)平衡位置的速度最大，最大位移處速度為0，在平衡位置計(jì)時(shí)誤差最�。�
（1）單擺的擺長(zhǎng)為L(zhǎng)+

D

2

，單擺的周期T=

t

n

，根據(jù)單擺的公式T=2π

l g

，所以g=

4π2(L+ D 2 )n2

t2

．
（2）A、高度越高，重力加速度越小，但是位置不是影響測(cè)量重力加速度偏大偏小的原因．故A錯(cuò)誤．
     B、擺球的質(zhì)量不影響重力加速度的大�。�故B錯(cuò)誤．
     C、測(cè)出n次全振動(dòng)的時(shí)間為t，誤作為（n+1）次全振動(dòng)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算，測(cè)得周期偏小，根據(jù)g=

4π2l

T2

，知測(cè)得重力加速度偏大．故C正確．
     D、以擺球的直徑和擺線之和作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算，測(cè)得擺長(zhǎng)偏大，根據(jù)g=

4π2l

T2

，知測(cè)得重力加速度偏大．故D正確．
故選CD．
故本題答案為：小于5°，平衡位置，

4π2(L+ D 2 )n2

t2

，CD．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握單擺的周期公式T=2π

l g

，以及在實(shí)驗(yàn)中擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度與擺球的半徑之和，從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)誤差較�。�