某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆的周期公式，传感器固定在悬点O正下方，该传感器可记录光的强弱随时间的变化情况。当小球摆到最低点遮挡光线时，传感器采集的光线最弱，计算机采集数据后得到光的强弱与时间图像如图乙所示。（1）第1次光最弱到第N次光最弱的时间为t，则该单摆的周期可表示为。（用N、t表示）（2）该同学用游标卡尺测小球直径D如图丙所示，则，用米尺测量知摆线长为L，重力加速度取g，用D、L、g表示单摆周期公式为。在误差允许范围内若，即可验证单摆周期公式正确。

1. 某同学设计利用如图甲所示装置验证单摆的周期公式，传感器固定在悬点O正下方，该传感器可记录光的强弱随时间的变化情况。当小球摆到最低点遮挡光线时，传感器采集的光线最弱，计算机采集数据后得到光的强弱与时间图像如图乙所示。

（1）第1次光最弱到第N次光最弱的时间为t，则该单摆的周期可表示为 $\text{[math]}$ 。（用N、t表示）

（2）该同学用游标卡尺测小球直径D如图丙所示，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，用米尺测量知摆线长为L，重力加速度取g，用D、L、g表示单摆周期公式为 $\text{[math]}$ 。在误差允许范围内若 $\text{[math]}$ ，即可验证单摆周期公式正确。

【考点】

单摆及其回复力与周期;

【答案】

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实验探究题容易

1. 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．

（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示．

这样做的目的是（填字母代号）．

A、保证摆动过程中摆长不变

B、可使周期测量得更加准确

C、需要改变摆长时便于调节

D、保证摆球在同一竖直平面内摆动

（2）该同学探究单摆周期与摆长关系，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40cm，用游标卡尺测得摆球直径如图2甲所示，读数为cm．则该单摆的摆长为cm．用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图2乙所示，在停表读数为s，如果测得的g值偏大，可能的原因是（填序号）．

A、计算摆长时加的是摆球的直径

B、开始计时时，停表晚按下

C、摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加（实验过程中先测摆长后测周期）

D、实验中误将30次全振动记为31次

（3）下列振动图象真实地描绘了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C、D均为30次全振动的图象，已知sin5°=0.087，sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是（填字母代号）．

实验探究题普通

2. 小明同学在做“探究单摆周期与摆长的关系”实验中。

（1）将摆球悬挂于铁架台上，下列各图中悬挂方式正确的是；测量小球直径时游标卡尺如图所示，其读数为cm。

（2）测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开始计时并开始计1次，测出经过该位置N次所用时间为t，则单摆周期为T=。

实验探究题普通

3. 物理实验社团的某小组同学在实验室“探究单摆的周期与摆长的关系”。

（1）为测量摆长，必须使单摆处于状态（填“A”、“B”或“C”）。

A.水平放置且拉直

B.竖直面内自然悬垂

C.悬挂且用竖直外力拉紧

（2）他已测得摆线长度为 $\text{[math]}$ ；然后用某种仪器来测量摆球的直径，得到的测量值为 $\text{[math]}$ ，此测量数据是选用了仪器（填“A”、“B”或“C”）测量得到的。

A．毫米刻度尺

B.10分度游标卡尺

C.20分度游标卡尺

（3）正确挂起单摆后，将摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放，使摆球在竖直平面内稳定摆动，当摆球某次经过平衡位置时开始计时，测出小球完成30次全振动的时间为s。

（4）实验中的摆球可看成为质量均匀分布的球体，社团中另一小组同学错将摆线长和小球直径之和当作单摆的摆长，那么在探究周期T与摆长L的关系时将会得到如图所示的线（填“A”、“B”或“C”）。

实验探究题普通