11.(8分)
某校举办科技节活动,一位同学设计了可以测量水平面上运动物体加速度的简易装置,如图所示。将一端系有摆球的细线悬于小车内O点,细线和摆球后面有一个半圆形的刻度盘。当小球与小车在水平面上保持相对静止时,根据悬绳与竖直方向的夹角θ,便可得到小车此时的加速度。
(1)为了制作加速度计的刻度盘,需要测量当地的重力加速度,该同学利用单摆进行测量,若已知单摆摆线长为l,周期为T,用游标卡尺测量小球直径,示数如图甲所示,则摆球的直径 cm。则计算当地重力加速度的表达式为 。(用l,T,d表示)
(2)该加速度测量仪的刻度 (填“均匀”或“不均匀”),小车的加速度
。(用θ,g表示)
【答案】
(1) 2.125
(2) 不均匀
【解析】
(1)[1]由于游标卡尺为20分度,精确度为0.05mm,可知小球直径
[2]根据单摆的振动周期公式
可知当地的重力加速度
(2)[1][2]当摆角稳定为θ时,对小球进行受力分析可知
可得小车的加速度
由于加速度a与摆角θ不是正比关系,因此刻度不均匀。
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