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探究桿線擺。如圖雙線擺(如圖)也是一種單擺,它的優(yōu)點(diǎn)是可以把擺球的運(yùn)動(dòng)軌跡約束在一個(gè)確定的平面上?,F(xiàn)把雙線擺的其中一根懸線,換成一根很輕的硬桿,組成一個(gè)“桿線擺”,如圖所示。桿線擺可以繞著懸掛軸OO'來回?cái)[動(dòng),桿與懸掛軸OO'垂直,其擺球的運(yùn)動(dòng)軌跡被約束在一個(gè)傾斜的平面內(nèi)。某實(shí)驗(yàn)小組為探究在相同擺長(zhǎng)下、擺角很小時(shí),“桿線擺”的周期T跟等效重力加速度的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
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(1)測(cè)量斜面傾斜角θ。如圖,鐵架臺(tái)上裝一重垂線。在鐵架臺(tái)的立柱跟重垂線平行的情況下把桿線擺裝在立柱上,調(diào)節(jié)擺線的長(zhǎng)度,使擺桿與立柱垂直,則此時(shí)擺桿是水平的。把鐵架臺(tái)底座的一側(cè)墊高,立柱傾斜,繞立柱擺動(dòng)的鋼球?qū)嶋H上是在一傾斜平面上運(yùn)動(dòng)。測(cè)出靜止時(shí)擺桿與重垂線的夾角為β,則該傾斜平面與水平面的夾角θ=
90°-β
90°-β
。
(2)測(cè)量周期T。讓桿線擺做小偏角下的振動(dòng),用停表測(cè)量完成20次全振動(dòng)所用的時(shí)間t1則周期T=
t
20
。同樣的操作進(jìn)行三次,取平均值作為該周期的測(cè)量值。
(3)記錄數(shù)據(jù)。改變鐵架臺(tái)的傾斜程度,測(cè)出不同傾斜程度下斜面傾斜角θ的值以及該傾角下桿線擺的周期T,把各組θ和T的值填在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格中。取g=9.8m/s2,計(jì)算a=gsinθ的值作為表格中的一列,再計(jì)算
1
gsinθ
的值,得到表格中的另一列,如表所示:
次數(shù) 斜面傾角θ(°) 周期T/s 等效重力加速度a=gsinθ/(m?s-2
1
g
sinθ
/(
m
-
1
2
?s)
1 11.0 2.52 1.87 0.731
2 14.5 2.11 2.45 0.639
3 19.0 1.83 3.19 0.560
4 22.5 1.73 3.75 0.516
5 25.5 1.62 4.22 0.487
6 29.0 1.50 4.75 0.459
(4)數(shù)據(jù)處理。在圖中以周期T為縱坐標(biāo)軸、以
1
gsinθ
1
gsinθ
為橫坐標(biāo)軸建立坐標(biāo)系,并把以上表格中相應(yīng)的各組數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)、作圖。
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(5)得出結(jié)論。根據(jù)該圖線可知:
見解析
見解析
。

【答案】90°-β;
1
gsinθ
;見解析
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/26 0:0:1組卷:47引用:2難度:0.5
相似題
  • 1.某同學(xué)利用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?shí)驗(yàn)主要步驟如下:
    A.按圖甲將沙漏懸掛在支架上,在沙漏正下方放置一塊長(zhǎng)木板,木板與電動(dòng)機(jī)的牽引繩相連,在木板上固定一張白紙:
    B.測(cè)得懸掛沙漏的擺線長(zhǎng)度為98.00cm:
    C.使沙漏在支架所在的豎直面內(nèi)小幅度擺動(dòng),同時(shí)讓細(xì)沙不斷流出:
    D.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),使木板以2.5cm/s的速度水平勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向與沙漏擺動(dòng)平面垂直,細(xì)沙在白紙上形成一條曲線,并建立坐標(biāo)如圖乙所示,用該圖線研究沙漏的振動(dòng)規(guī)律:
    E.將擺線長(zhǎng)度視為該單擺的擺長(zhǎng),結(jié)合其它所得的數(shù)據(jù)和圖線,可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?br />菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)該單擺的周期為
    s;
    (2)取π2=9.86,可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?
    m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字);
    (3)重力加速度的測(cè)量值與真實(shí)值相比
    (選填“偏大”或“偏小”)。

    發(fā)布:2024/10/25 19:30:1組卷:94引用:4難度:0.4
  • 2.某學(xué)習(xí)小組用單擺測(cè)重力加速度。實(shí)驗(yàn)時(shí)改變擺長(zhǎng),測(cè)出幾組擺長(zhǎng)l和對(duì)應(yīng)周期T的數(shù)據(jù),處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有以下方法:甲用其中一組數(shù)據(jù),根據(jù)
    T
    =
    2
    π
    l
    g
    算出結(jié)果;乙根據(jù)
    T
    =
    2
    π
    l
    g
    算出幾組結(jié)果再取其平均值;丙用作出的l—T2圖像斜率算出結(jié)果。實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)擺球質(zhì)量分布不均勻,為了消除這一影響,可行的方法是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/10/19 9:0:1組卷:49引用:2難度:0.5
  • 3.物理實(shí)驗(yàn)
    實(shí)驗(yàn)及科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)發(fā)展的歷程中發(fā)揮了不可替代的作用。
    (1)在“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”的實(shí)驗(yàn)中,
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    ①為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,某同學(xué)有下列設(shè)想,判斷是否合理。
    實(shí)驗(yàn)中,擺的振幅由于空氣阻力會(huì)逐漸變小,為了便于觀察,擺的初始振幅越大越好:
    ;計(jì)時(shí)的起點(diǎn)和終點(diǎn)位置均選在擺球達(dá)到的最高點(diǎn)處
    。(選填“合理”或“不合理”)
    ②某同學(xué)改變擺長(zhǎng),多次測(cè)量,得到周期的二次方與擺長(zhǎng)的關(guān)系圖象如圖1所示,分析該圖像,這位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤是
    (寫出一條)。是否能夠根據(jù)該圖像推測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?!--BA-->
    。(選填“能”或“不能”)
    (2)在“探究等溫情況下一定質(zhì)量氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時(shí),壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示,用一個(gè)帶有刻度的注射器及DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來探究氣體的壓強(qiáng)與體積關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中氣體的質(zhì)量保持不變,氣體的體積直接讀出,氣體的壓強(qiáng)是由圖中壓強(qiáng)傳感器等計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)得到,請(qǐng)回答下列有關(guān)問題。
    ①甲同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí),按實(shí)驗(yàn)要求組裝好實(shí)驗(yàn)裝置,然后緩慢推動(dòng)活塞,使注射器內(nèi)空氣柱從初始體積20.0mL減為12.0mL。實(shí)驗(yàn)共測(cè)出五組數(shù)據(jù),每次體積值直接從注射器的刻度讀出并輸入計(jì)算機(jī),同時(shí)由壓強(qiáng)傳感器測(cè)得對(duì)應(yīng)體積的壓強(qiáng)值。實(shí)驗(yàn)完成后,計(jì)算機(jī)屏幕上顯示出如表所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
    序號(hào) V(mL) p(×105Pa) pV(×105Pa?mL)
    1 20.0 1.0010 20.020
    2 18.0 1.0952 19.714
    3 16.0 1.2313 19.701
    4 14.0 1.4030 19.642
    5 12.0 1.6351 19.621
    仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn),pV(×105Pa?mL)一欄中的數(shù)值越來越小,造成這一現(xiàn)象的原因可能是

    A.實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器活塞與筒壁間的摩擦力不斷增大。
    B.實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度增大了。
    C.實(shí)驗(yàn)時(shí)外界大氣壓強(qiáng)發(fā)生了變化。
    D.實(shí)驗(yàn)時(shí)注射器的空氣向外發(fā)生了泄漏。
    ②根據(jù)你在第(1)題中的選擇,為了減小誤差,應(yīng)當(dāng)采取的措施是:
    。
    (3)乙同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出如圖3所示的V-
    1
    p
    圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn),則截距中的b代表的是

    發(fā)布:2024/10/23 5:0:2組卷:36引用:2難度:0.4
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