Question

5．（1）在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，小鑫同學(xué)用圖1中甲、乙兩種儀器中的一種正確測(cè)得金屬球的直徑d=2.266cm，此測(cè)量數(shù)據(jù)是選用了儀器乙（選填“甲”或“乙”）測(cè)量得到的，儀器乙的名稱是螺旋測(cè)微器．

（2）小鑫同學(xué)用圖2所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，圖2丙、丁兩圖是從不同角度對(duì)該裝置拍攝所得的效果圖，丙圖為擺球靜止在平衡位置的情境，丁圖為擺球振動(dòng)過程中某一時(shí)刻的情境．請(qǐng)指出該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置或?qū)嶒?yàn)操作中不當(dāng)之處：細(xì)線不能繞在鐵桿上或懸掛不固定、擺角太大、擺線太短（寫出一點(diǎn)即可）．
（3）在該實(shí)驗(yàn)中，正確測(cè)得單擺的擺線長(zhǎng)為L(zhǎng)，振動(dòng)的周期為T，可由g=$\frac{4{π}^{2}（L+\frac9q76w05{2}）}{{T}^{2}}$計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度值�?br />（4）在下列所給的器材中，選出本實(shí)驗(yàn)不需要的器材（填寫器材前的編號(hào)即可）B、F、H．
A．帶架子的鐵架臺(tái)；
B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
C．帶小孔的實(shí)心鐵球；
D．秒表；
E．長(zhǎng)約1m的細(xì)線；
F．規(guī)格完全相同的橡皮條；
G．帶毫米刻度的米尺；
H．天平．

Answer 1

分析 （1）將給出的數(shù)據(jù)域游標(biāo)卡尺域螺旋測(cè)微器的最小分度比較，確定是哪一個(gè)的測(cè)量結(jié)果；
（2）單擺的懸點(diǎn)要固定，擺角不能太大；
（3）根據(jù)單擺的周期公式變形后求解重力加速度表達(dá)式；
（4）在用單擺測(cè)定重力加速度為了提高精度，擺線要長(zhǎng)些，擺球選擇質(zhì)量大體積小的鋼球．

解答 解：（1）圖甲若是50分度的游標(biāo)卡尺，最小分度是0.02mm，而螺旋測(cè)微器的最小分度是0.001mm，小球的讀數(shù)是d=2.266cm=22.66mm；符合游標(biāo)卡尺的讀數(shù)，不符合螺旋測(cè)微器的讀數(shù)的精確度．故此測(cè)量數(shù)據(jù)是選用了儀器甲；
儀器乙的名稱是螺旋測(cè)微器；
（2）要使小球做單擺運(yùn)動(dòng)，則擺角不能太大，擺線也不能太小，細(xì)線不能繞在鐵桿上或懸掛不固定；
（3）根據(jù)單擺的周期公式得：T=$2π\(zhòng)sqrt{\frac{L+\fracwvyln39{2}}{g}}$，解得：g=$\frac{4{π}^{2}（L+\frac3ghz9ki{2}）}{{T}^{2}}$；
（4）為了減小空氣阻力的影響，擺球選擇質(zhì)量大體積小的帶小孔的實(shí)心鋼球．?dāng)[球應(yīng)選C，不需要B，
要測(cè)量時(shí)間，來測(cè)量周期，故需要D．
為便于測(cè)量周期和減小空氣阻力，細(xì)線長(zhǎng)短適當(dāng)，細(xì)線應(yīng)選E，不需要F，
此外還要知道擺長(zhǎng)的實(shí)際長(zhǎng)度，需要G，此實(shí)驗(yàn)需要支架，選擇A．不需要測(cè)量質(zhì)量，所以不需要天平H．
所以不需要的是：B、F、H；
故答案為：（1）乙，螺旋測(cè)微器；
（2）細(xì)線不能繞在鐵桿上或懸掛不固定、擺角太大、擺線太短；
（3）$\frac{4{π}^{2}（L+\fracxdz4w4j{2}）}{{T}^{2}}$；
（4）B、F、H．

點(diǎn)評(píng) 該題考查測(cè)量數(shù)據(jù)與測(cè)量工具的選擇之間的關(guān)系，這是實(shí)驗(yàn)的基本要求之一，要會(huì)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù) 的最小精度判定測(cè)量的工具；
解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，知道單擺測(cè)定重力加速度的方法和注意事項(xiàng)，懂得如何根據(jù)原理選擇實(shí)驗(yàn)器材，分析實(shí)驗(yàn)誤差．