Question

某同學(xué)用時間傳感器代替了秒表做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，他的設(shè)計(jì)如圖（1）所示：長為l的擺線一端固定在鐵架臺上，另一端連接一質(zhì)量為m，半徑為r的小球，在擺線上緊臨小球套有一小段輕細(xì)擋光管，在單擺擺動到平衡位置時，擋光管就能擋住從光源A正對光敏電阻R₁發(fā)出的細(xì)光束，信號處理系統(tǒng)就能形成一個電壓信號。R₂為定值電阻。

   （1）某同學(xué)用10分度的游標(biāo)卡尺測小球直徑，如圖（3）所示。正確的讀數(shù)是________mm。

   （2）如圖（2）所示，記錄了單擺每次擺動到平衡位置時R₁兩端電壓u與時間t的關(guān)系（單擺在其它位置時R₁兩端的電壓圖中未畫出），則用此裝置測得的重力加速度表達(dá)式為       ．

 

Answer 1

（1）20.7 （2分）； （2） （4分）

解析：（1）游標(biāo)尺零刻度線左側(cè)的主尺刻度線為20，所以主尺讀數(shù)為20mm；游標(biāo)尺為10等分的，精確度為0.1mm，游標(biāo)尺第7刻度線與主尺上的刻度線對齊，所以游標(biāo)尺的讀數(shù)為7×0.1mm=0.70mm，故總讀數(shù)為： 20mm+0.7mm=20.7mm。

   （2）單擺在擺動一個周期的過程中，兩次經(jīng)過平衡位置，擋光管就能兩次擋住從光源A正對光敏電阻R₁發(fā)出的細(xì)光束，從而信號處理系統(tǒng)在單擺振動的一個周期內(nèi)就能形成兩個電壓信號，所以單擺振動周期是電壓變化周期的兩倍，即為2T₀，又單擺的擺長為l＋r，由周期公式可知。