精英家教網(wǎng)為了驗證電荷之間的引力與電荷間距離的平方成反比的規(guī)律,庫侖還設(shè)計了一個電擺實驗,其裝置如圖所示:G為絕緣金屬球,lg為蟲膠做的小針,懸掛在7~8尺長的蠶絲sc下端,l端放一鍍金小圓紙片.G、l間的距離可調(diào).實驗時使G、l帶異號電荷,則小針受到電引力作用可以在水平面內(nèi)做小幅擺動.測量出G、l在不同距離時,lg擺動同樣次數(shù)的時間,從而計算出每次振動的周期.庫侖受萬有引力定律的啟發(fā),把電荷之間的吸引力和地球?qū)ξ矬w的吸引力加以類比,猜測電擺振動的周期與帶電小紙片l到絕緣帶電金屬球G之間的距離成正比.庫侖記錄了三次實驗數(shù)據(jù)如下表:
實驗次數(shù) 小紙片與金屬
球心的距離
15次振動
所需的時間
1 9 20
2 18 41
3 24 60
關(guān)于本實驗及其相關(guān)內(nèi)容,有以下幾種說法:
(1)根據(jù)牛頓萬有引力定律和單擺的周期公式可以推斷:地面上單擺振動的周期T正比于擺球離開地球表面的距離h.
(2)從表格中第1、第2組數(shù)據(jù)看,電擺的周期與紙片到球心之間的距離可能存在正比例關(guān)系.
(3)假如電擺的周期與帶電紙片到金屬球球心距離成正比,則三次測量的周期之比應(yīng)為20:40:53,但是實驗測得值為20:41:60,因此假設(shè)不成立.
(4)第3組實驗測得的周期比預(yù)期值偏大,可能是振動時間較長,兩帶電體漏電造成實驗有較大的誤差造成的.
則下列選項正確的是( 。
A、(2)(4)
B、(1)(2)(3)(4)
C、(2)(3)
D、(1)(3)
分析:由mg=
GMm
R2
和T=2π
h
g
可得周期與高度關(guān)系;有實驗數(shù)據(jù)可以判定電擺的周期與紙片到球心之間的距離可能存在正比例關(guān)系;帶電體漏電,兩帶電體間的引力減小,相當(dāng)于公式中的g減小,由周期公式判定(3)(4).
解答:解:由mg=
GMm
R2
和T=2π
l
g
可得:T=2πR
l
GM
,其中R=R0+h,地面上單擺振動的周期T正比于擺球離地球中心的距離R,故(1)錯誤;
從表格中的數(shù)據(jù)可以看出,在誤差范圍內(nèi):
20
9
41
18
60
24
,故推測電擺的周期與紙片到球心之間的距離可能存在正比例關(guān)系,故(2)正確;
隨振動時間的延長,帶電體漏電,兩帶電體間的引力減小,相當(dāng)于公式中的g減小,周期增大,所以實驗測得的數(shù)值偏大,假設(shè)成立,故(3)錯誤,(4)正確.
故選:A.
點(diǎn)評:本題以單擺和庫侖扭秤為原型,主要考查考生實驗探究能力和誤差分析,本題比較容易.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

對于萬有引力的表達(dá)式F=G
m1m2
r2
的理解,下列說法正確的是( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2009年北京市宣武區(qū)一模物理試題 題型:058

為了驗證電荷之間的引力與電荷間距離的平方成反比的規(guī)律,庫侖還設(shè)計了一個電擺實驗,其裝置如圖所示:G為絕緣金屬球,lg為蟲膠做的小針,懸掛在7~8尺長的蠶絲sc下端,l端放一鍍金小圓紙片.G、l間的距離可調(diào).實驗時使G、l帶異號電荷,則小針受到電引力作用可以在水平面內(nèi)做小幅擺動.測量出G、l在不同距離時,lg擺動同樣次數(shù)的時間,從而計算出每次振動的周期.庫侖受萬有引力定律的啟發(fā),把電荷之間的吸引力和地球?qū)ξ矬w的吸引力加以類比,猜測電擺振動的周期與帶電小紙片l到絕緣帶電金屬球G之間的距離成正比.

庫侖記錄了三次實驗數(shù)據(jù)如下表:

關(guān)于本實驗及其相關(guān)內(nèi)容,有以下幾種說法:

(1)根據(jù)牛頓萬有引力定律和單擺的周期公式可以推斷:地面上單擺振動的周期T正比于擺球離開地球表面的距離h

(2)從表格中第1、第2組數(shù)據(jù)看,電擺的周期與紙片到球心之間的距離可能存在正比例關(guān)系.

(3)假如電擺的周期與帶電紙片到金屬球球心距離成正比,則三次測量的周期之比應(yīng)為20∶40∶53,但是實驗測得值為20∶41∶60,因此假設(shè)不成立.

(4)第3組實驗測得的周期比預(yù)期值偏大,可能是振動時間較長,兩帶電體漏電造成實驗有較大的誤差造成的.

則下列選項正確的是________

A.(2)(4)

B.(1)(2)(3)(4)

C.(2)(3)

D.(1)(3)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

 對于萬有引力的表達(dá)式的理解,下列說法正確的是

A.當(dāng)r趨近于零時, 之間的引力趨近于無窮大

B.之間的引力大小總是相等,與是否相等無關(guān)

C.之間的引力大小總是相等,方向相反,是一對平衡力

D.之間的引力與它們的距離成反比

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:浙江省溫州市08-09學(xué)年高一下學(xué)期期末考試 題型:單選題

 對于萬有引力的表達(dá)式的理解,下列說法正確的是

A.當(dāng)r趨近于零時, 之間的引力趨近于無窮大

B.之間的引力大小總是相等, 與是否相等無關(guān)

C.之間的引力大小總是相等, 方向相反,是一對平衡力

D.之間的引力與它們的距離成反比

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案