Question

4．如圖1所示，某同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，他找到了一個直徑約為1cm左右的均勻金屬球，他設計的實驗步驟如下：
A．將金屬球用一根不可伸長的細線系好，結點為M，將線的上端固定于O點；
B．用刻度尺測量出OM間細線的長度L作為擺長；
C．將金屬球拉開一個小角度（小于5°），然后由靜止釋放；
D．從擺球擺到最高點時開始計時，測量出小球完成30次全振動的總時間t，
由T=$\frac{t}{30}$得出周期T；
E．改變OM間細線的長度再做幾次實驗，記下相應的L和T；
F．求出多次實驗中測得的L和T的平均值作為計算時使用的數(shù)據(jù)，代入公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$，求出重力加速度g，則：
（1）你認為該同學在以上的實驗步驟中，存在有錯誤或不妥的是：步驟BDF （填序號）
（2）如圖2所示，是在該次實驗中，用螺旋測微器測得小球直徑的示意圖，由圖可知，小球的直徑為0.608mm．

Answer 1

分析 （1）擺長等于懸點到大理石塊的質心的距離；單擺在擺角較小時（小于5°）可看成簡諧運動；在最低點速度最大，此時開始計時誤差最�。徊荒芡ㄟ^測得物理量的平均值作為計算時使用的數(shù)據(jù)，應根據(jù)各組數(shù)據(jù)求出重力加速度，再求平均值；
（2）螺旋測微器的讀數(shù)方法是固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，在讀可動刻度讀數(shù)時需估讀．

解答 解：（1）擺長是擺線長度與擺球半徑之和，故B錯誤；
為方便、準確的測量時間，應從小球擺通過最低點時開始計時，測出30次全振動的總時間t，故D錯誤；
必須先分別求和各組L和T值對應的g，再取所求得的各個g的平均值，故F錯誤；故錯誤的實驗步驟是BDF．
（2）螺旋測微器的固定刻度為0.5mm，可動刻度為10.8×0.01mm=0.108mm，所以最終讀數(shù)為0.5mm+0.108mm=0.608mm；
故答案為：（1）BDF；（2）0.608．

點評 解決本題的關鍵掌握單擺的周期公式T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$，會用單擺的周期公式測得重力加速度對于基本測量儀器如游標卡尺、螺旋測微器等要了解其原理，要能正確使用這些基本儀器進行有關測量．