Question

某學(xué)校的物理實(shí)驗(yàn)興趣小組利用單擺和一個(gè)深度未知的小筒設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度及小筒深度。將組裝好的單擺豎直懸掛于開(kāi)口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，用毫米刻度尺測(cè)出筒外懸線的長(zhǎng)度l，然后將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，單擺振動(dòng)過(guò)程中懸線不能碰到筒壁，并通過(guò)改變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T，再以T²為縱軸．l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過(guò)此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g。
    
（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該選用下列哪些材料組成單擺（    ）

A．長(zhǎng)約1米的細(xì)線

B．長(zhǎng)約1米的細(xì)鐵絲

C．長(zhǎng)約1米的橡皮條

D．長(zhǎng)約0.2米的細(xì)絲線

E.直徑約為5厘米的鋼球
F.直徑約為5厘米的泡沫塑料球
G.直徑約為1厘米的鋼球
H.直徑約為1厘米的塑料球
（2）如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T²—l關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的_____；
（3）由圖象可知，小筒的深度h ＝ ________m；當(dāng)?shù)豨 ＝ _____________m / s²。(g值保留3位有效數(shù)字)
（4）請(qǐng)你幫助該實(shí)驗(yàn)小組分析一下，g值偏小的主要原因是_______________________。

Answer 1

（1）AG           (2)a           (3)0.3m    9.62或9.76
（4）l的測(cè)量應(yīng)該是筒外懸線到小球中心的距離

解析試題分析：（1）在選擇擺線時(shí)要選擇細(xì)、輕、無(wú)彈性的細(xì)線，長(zhǎng)度大約1m左右（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中擺長(zhǎng)應(yīng)該為擺線的長(zhǎng)度與小球半徑之和，由單擺運(yùn)動(dòng)的周期公式，可知當(dāng)l=0時(shí)周期不為零，圖像為a圖（3）由（2）的分析可以確定，筒的深度為0．30m，a圖象的斜率為，所以當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?．86m/s²．
（4）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中擺線的真是擺長(zhǎng)為筒外懸線到小球中心的距離，所以實(shí)驗(yàn)中的擺長(zhǎng)偏大，所測(cè)量出來(lái)的重力加速度偏小
考點(diǎn)：考查利用單擺運(yùn)動(dòng)測(cè)量重力加速度
點(diǎn)評(píng)：本題實(shí)驗(yàn)對(duì)擺線和小球的要求一定要牢記，對(duì)單擺運(yùn)動(dòng)的周期公式要理解并記憶，乙圖中三條直線產(chǎn)生的原因都要能夠做出判斷，能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)方法回答一些問(wèn)題，所以本實(shí)驗(yàn)考查知識(shí)點(diǎn)較多，掌握起來(lái)覺(jué)得會(huì)非常零散，難度中等