Question

19．某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素．
（1）他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖1所示．這樣做的目的是AC．（填字母代號）
A．保證擺動過程中擺長不變
B．可使周期測量得更加準確
C．需要改變擺長時便于調節(jié)
D．保證擺球在同一豎直平面內擺動
（2）他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L=0.9990m，再用游標卡尺測量擺球直徑，結果如圖2所示，則該擺球的直徑為12.0mm，單擺擺長為0.9930m．
（3）下列振動圖象（圖3）真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是A．（填字母代號）

Answer 1

分析 當擺角小于等于5°時，我們認為小球做單擺運動，游標卡尺的示數(shù)等于主尺示數(shù)與游標尺示數(shù)之和；擺長為懸點到球心的距離；對于測量誤差可根據(jù)實驗原理進行分析．

解答 解：（1）在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，是為了防止動過程中擺長發(fā)生變化，如果需要改變擺長來探究擺長與周期關系時，方便調節(jié)擺長，故AC正確，
故選：AC
（2）游標卡尺示數(shù)為：d=12mm+0×0.1mm=12.0mm；
單擺擺長為：L=l-$\frac{1}{2}$d=0.9990m-0.0060m=0.9930m
（3）當擺角小于等于5°時，我們認為小球做單擺運動，所以振幅約為：1×0.087m=8.7cm，當小球擺到最低點開始計時，誤差較小，測量周期時要讓小球做30-50次全振動，求平均值，所以A合乎實驗要求且誤差最小．
故選：A
故答案為：（1）AC．
（2）12.0，0.9930．
（3）A．

點評 掌握單擺的周期公式，從而求解加速度，擺長、周期等物理量之間的關系．單擺的周期采用累積法測量可減小誤差．對于測量誤差可根據(jù)實驗原理進行分析．