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(2022高二下·邢台期末)
班里同学春游时,发现一棵三位同学都合抱不过来的千年古树,他们想知道这颗古树的大小。由于他们未带卷尺,只备有救生绳(较轻较细),于是他们利用单摆原理对古树的直径进行粗略测量。他们用救生绳绕树一周,截取长度等于树干周长的一段(已预留出打结部分的长度),然后在这段救生绳的一端系一个小石块。接下来的操作步骤为:
Ⅰ.将截下的救生绳的另一端固定在一根离地足够高的树枝上;
Ⅱ.移动小石块,使伸直的救生绳偏离竖直方向一个小的角度(小于5°),然后由静止释放,使小石块在同一竖直面内摆动;
Ⅲ.从小石块经过平衡位置(已经选定参考位置)开始,用手机中的“秒表”软件计时(记为第0次经过平衡位置),至小石块第n次经过平衡位置,测出这一过程所用的总时间为t,计算出小石块摆动的周期T。
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(1)
根据步骤Ⅲ,可得小石块摆动的周期
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(2)
查得该地区同纬度海平面的重力加速度为g,可得该树干的直径
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