Question

某同學(xué)在家里做用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn),但沒有合適的擺球,他找到了一塊大小為3 cm左右,外形不規(guī)則的小石塊代替小球,他設(shè)計的實(shí)驗(yàn)步驟是:

A.將石塊用彈性極小的細(xì)尼龍線系好,結(jié)點(diǎn)為M,將尼龍線的上端固定于O點(diǎn).

B.用刻度尺測量OM間尼龍線的長度L作為擺長.

C.將石塊拉開一個大約θ=30°的角度,然后由靜止釋放.

D.從擺球擺到最高點(diǎn)時開始計時,測出30次全振動的總時間t,由T=得出周期.

E.改變OM間尼龍線的長度再做幾次實(shí)驗(yàn),記下相應(yīng)的L和T.

F.求出多次實(shí)驗(yàn)中測得的物理量的平均值作為計算時使用的數(shù)據(jù),代入公式求出重力加速度g.

(1)你認(rèn)為該同學(xué)以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯誤的步驟　　　　(填寫實(shí)驗(yàn)步驟前的“字母”). 

(2)該同學(xué)用OM的長作為擺長,這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實(shí)值偏大還是偏小?　　　　.你認(rèn)為用什么方法可以解決擺長無法準(zhǔn)確測量的困難? 

Answer 1

解析:(1)選項(xiàng)B中擺長應(yīng)從懸點(diǎn)到小石塊的重心的長度;選項(xiàng)C中擺角太大,不能看做簡諧運(yùn)動;選項(xiàng)D中測量時間時應(yīng)從單擺擺到最低點(diǎn)開始計時;選項(xiàng)F中必須先分別求出各組L和T值對應(yīng)的g,再取所求得的各個g的平均值.

(2)根據(jù)g=,擺長取值小,所以測得的重力加速度偏小.設(shè)兩次實(shí)驗(yàn)中擺線長分別為L₁、L₂,對應(yīng)的周期分別為T₁、T₂,石塊重心到M點(diǎn)的距離為x,由T₁=2π和T₂=2π可解得g=.

答案:(1)BCDF　(2)偏小　見解析