Question

某学生用单摆测定重力加速度时，测出多组单摆的摆长l和运动周期T，根据实验数据作出T2-l图象．则（1）写

某学生用单摆测定重力加速度时，测出多组单摆的摆长l和运动周期T，根据实验数据作出T2-l图象．则（1）写出由单摆做间谐运动而得到的重力加速度的表达式g=4π2lT24π2lT2．由图象计算出的重力加速度g=______m/s2．（取π2=9.87，保留三位有效数字）（2）理论上该实验图象应该是一条过原点的斜线，而该同学由于在测摆长时未加上小球的半径，所以得到如图所示的图线，这样通过第一问的方法计算出来的重力加速度与正确操作相比，其结果______（填“偏大”、“偏小”、“相同”）

Answer 1

（1）由单摆周期公式T=2π

l g

可知，g=

4π2l

T2

；
由T=2π

l g

可得：T²=

4π2

g

l=kl，k=

4π2

g

，
由图象可知：k=

4.0s2?0s2

99cm?(?1)cm

=0.04s²/cm=4s²/m，
由k=

4π2

g

可知，g=

4π2

k

=

4×9.87

4s2/m

=9.87m/s²；
（2）由T=2π

l g

可得：T²=

4π2

g

l=kl，
T²-l图象应该是过原点的直线，
如果测摆长l时，没有包括摆球半径r，
则T²=

4π2

g

（l-r）=

4π2

g

l-

4π2

g

r，
则T²是l的一次函数，而不是正比例函数，
函数图象不是过原点的直线，而是一次函数图象，如图所示；
图象的斜率k与图象是否过原点无关，而g=

4π2

k

，
因此该根据该图象求得的重力加速度与正确操作时求得的重力加速度相同．
故答案为：（1）

4π2l

T2

；9.87； （2）相同．