题目
【单选题】三线摆实验中,下圆盘的角振幅 合适的范围,一般应控制在A. 5 °左右B. 3 °以下C. 7 °以上D. 10 °左右
【单选题】三线摆实验中,下圆盘的角振幅 合适的范围,一般应控制在
A. 5 °左右
B. 3 °以下
C. 7 °以上
D. 10 °左右
题目解答
答案
A. 5 °左右
解析
考查要点:本题主要考查三线摆实验中对角振幅控制范围的理解,涉及小角度近似的应用条件。
解题核心思路:
三线摆实验中,为保证系统近似为简谐振动,需满足小角度近似($\sin\theta \approx \theta$)。若角振幅过大,近似失效,导致周期计算误差。因此,实验要求角振幅控制在5°左右,既满足近似条件,又避免测量误差。
破题关键点:
- 明确三线摆实验对小角度的要求;
- 理解角振幅过大对实验结果的影响。
三线摆实验通过测量摆动周期计算转动惯量,其周期公式推导基于小角度近似。当角振幅$\theta$较小时,$\sin\theta \approx \theta$成立,系统近似为简谐振动。若$\theta$过大(如超过10°),近似误差显著增加,导致周期计算偏差。
选项分析:
- A. 5°左右:符合小角度近似要求,是实验推荐范围。
- B. 3°以下:角度过小,可能增加测量时间误差。
- C. 7°以上、D. 10°左右:角度过大,近似失效,影响精度。