某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素.
(1)他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示.这样做的目的是________(填字母代号).
A.保证摆动过程中摆长不变
B.可使周期测量得更加准确
C.需要改变摆长时便于调节
D.保证摆球在同一竖直平面内摆动
(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L = 0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为_______mm,单摆摆长为________m.
(3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横作标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图象,已知,,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________(填字母代号).
AC 12.0 0.9930 A
【详解】
(1)在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,是为了防止动过程中摆长发生变化,如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时,方便调节摆长,故AC正确.
(2)游标卡尺示数为:
(3)单摆摆长为:
(4)当摆角小于等于5°时,我们认为小球做单摆运动,所以振幅约为:
当小球摆到最低点时速度较大,此时开始计时,误差较小,测量周期时要让小球做30-50次全振动,求平均值,所以A合乎实验要求且误差最小,故选A.
【点睛】
掌握单摆的周期公式,从而求解加速度,摆长、周期等物理量之间的关系;摆长要注意是悬点到球心的距离,一般可利用摆线长度加球的半径的方式得到,题目中的方式不是特别常用;单摆的周期采用累积法测量可减小误差.对于测量误差可根据实验原理进行分析.
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