Question

某同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度．实验步骤如下：

A．按装置图安装好实验装置；
B．用游标卡尺测量小球的直径d；
C．用米尺测量悬线的长度l；
D．让小球在竖直平面内小角度摆动．当小球经过最低点时开始计时，并计数为0，此后小球每经过最低点一次，依次计数1、2、3…．当数到20时，停止计时，测得时间为t；
E．多次改变悬线长度，对应每个悬线长度，都重复实验步骤C、D；
F．计算出每个悬线长度对应的t ²；
G．以t ² 为纵坐标、l为横坐标，作出t ²-l图线．
结合上述实验，完成下列任务：
①用游标为10分度（测量值可准确到0.1mm）的卡尺测量小球的直径．某次测量的示数如图2所示，读出小球直径d的值为______cm．
②该同学根据实验数据，利用计算机作出t ²-l图线如图3所示．根据图线拟合得到方程t ²=404.0l+3.5．由此可以得出当地的重力加速度g=______m/s²．（取π ²=9.86，结果保留3位有效数字）
③从理论上分析图线没有过坐标原点的原因，下列分析正确的是______
A．不应在小球经过最低点时开始计时，应该在小球运动到最高点开始计时；
B．开始计时后，不应记录小球经过最低点的次数，而应记录小球做全振动的次数；
C．不应作t ²-l图线，而应作t-l图线；
D．不应作t ²-l图线，而应作t ²-（l+d）图线．

Answer

①游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数．
②根据单摆周期公式求出t2-l函数关系式，然后求出重力加速度．
③单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，以摆线长度作为摆长，则摆长偏小．
【解析】
①由图示游标卡尺可知，主尺示数是1.5cm，游标尺示数是2×0.1mm=0.2mm=0.02cm，
游标卡尺示数即小球的直径d=1.5cm+0.02cm=1.52cm；
②由题意知，单摆的周期T==，
由单摆周期公式T=2π可得：t2=l，
由图象得到的方程为：t2=404.0l+3.5，
则=404.0，g=≈9.76m/s2；
③单摆摆长等于摆线长度与摆球半径之和，把摆线长度作为单摆摆长，
摆长小于实际摆长，t2-l图象不过原点，在纵轴上截距不为零，故D正确，故选D；
故答案为：①1.52；②9.76；③D．