2019-2020年高中物理 第1章 机械振动 5 学生实验：用单摆测定重力加速度自我小测 教科版选修3-4.doc

2019-2020年高中物理 第1章 机械振动 5 学生实验：用单摆测定重力加速度自我小测 教科版选修3-41一位同学用单摆做测定重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤：A测摆长l：用米尺测量出摆线长度；B测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间，算出单摆周期；C将所测得的l和T值代入单摆的周期公式中，算出g，将它作为实验结果写入报告中去请指出上述步骤中遗漏或错误的地方，并加以改正2有五个同学做实验，各组实验数据列于下表，若每位同学用刻度尺测长度，用秒表测时间的技术水平都一样，那么_组测量结果更准确，由此计算出的重力加速度的大小约为_实验条件、数据记录表格：组别摆球材料最大偏角摆长（m）全振动次数所测时间（s）A木50.411023.6B铅40.505087.2C铁40.805090.0D铜150.603070.8E铅150.803071.83利用单摆测重力加速度时，若测得g值偏大，则可能是因为（）A单摆的摆锤质量偏大B测量摆长时，只考虑了悬线长，忽略了小球的半径C测量周期时，把n次全振动误认为是（n1）次全振动D测量周期时，把n次全振动误认为是（n1）次全振动4细长轻绳下端拴一个小球构成单摆，在悬挂点正下方摆长的中点处有一个能挡住摆线的钉子A，如图所示现将单摆向左拉开一个小角度，然后无初速释放对于以后的运动，下列说法中正确的是（）A摆球往复运动一次的周期比无钉子时的单摆周期小B摆球在左、右两侧上升的最大高度相同C摆球在平衡位置左、右两侧走过的最大弧长相等D摆球在平衡位置右侧的最大摆角是左侧的两倍5某同学要利用单摆测定重力加速度，但因无游标卡尺而没有办法测定摆球直径，他将摆球用不可伸长的细线悬挂起来后，改变摆线的长度测了两次周期，从而算出了重力加速度则计算重力加速度的公式是（）ABC D6某学生利用单摆测定重力加速度，在以下各实验步骤中有错误的是（）A在未悬挂之前先测定好摆长B测量摆长为10 cmC将摆长拉离平衡位置，偏角约15后释放，让其在竖直平面内振动D当摆球第一次通过平衡位置时，启动秒表开始计时，当摆球第三次通过平衡位置时，止动秒表，记下时间7在“用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T.作出T2l图像，就可以求出当地的重力加速度理论上T2l图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图所示（1）造成图像不过原点的原因是_；（2）由图像求出的重力加速度g_ m/s2.8某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验时，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下：摆长l/m0.500 00.800 00.900 01.000 01.200 0周期T/s1.421.791.902.002.20T2/s22.023.203.614.004.84（1）以摆长为横坐标，周期的平方为纵坐标，根据以上数据在图中画T2l图线；（2）求出此图线的斜率；（3）由此图线求出重力加速度参考答案1答案：见解析解析：A中，单摆的摆长定义是悬点到摆球重心的距离，摆线长并不是摆长，摆长等于摆线长加上摆球半径，摆球直径可用游标卡尺来测量；B中，摆球在某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次作为第一次通过最低点，到60次停表时，实际是29个半周期，周期T应为；C中，应重复实验（改变摆长，重新测量），取g的平均值作为实验结果2答案：C9.74 m/s2解析：A组不能满足实验中如下条件：（1）应用质量较大的球作摆球，使实际摆更接近理论上的单摆；（2）摆线长应在1 m左右；（3）全振动次数应在3050次之间B组同上D组不能满足利用单摆周期公式来测，要求偏角要小于10，摆线长也略短，不满足实验要求，测量摆线长的相对误差也要大一些E组同上C组正确，将数据代入公式可得g9.74 m/s2.3答案：C解析：由单摆的周期可知：，即周期与摆锤质量无关，只与摆长和当地重力加速度有关，即A错测量摆长时，忽略小球的半径，则测得g值会偏小，B错若把n次全振动误认为是（n1）次全振动，则周期会变小，即重力加速度g会变大4答案：AB解析：摆线与钉子相碰以后，摆长变短，设原来摆长为L，碰后摆长为L，则碰前，碰后，则TT，故A对摆球在摆动过程中机械能守恒，故上升的最大高度相同，B对摆球的运动轨迹如图所示，由图知最低点左、右两侧弧长不相等，C错与钉子碰后，设偏角为，碰前偏角为，则2，又，故2，D错5答案：B解析：设摆球重心到球与摆线连接点距离为d，两次测得摆长分别为l1和l2，对应周期为T1和T2.则有，两式联立可得，B正确6答案：ABCD解析：摆长是悬点到小球球心的距离，应先拴好单摆再测摆长，且摆线以约1 m为宜，故A、B错误；单摆只有在偏角小于10时，才近似认为是简谐运动，其周期才满足公式，故C错误；测周期时，应先测3050次全振动的时间，再计算出平均周期，且应以小球某次经过平衡位置时开始计时，故D也错误7答案：（1）测摆长时漏测球的半径r（2）9.87解析：（1）据和题图所示图线的特点可知，摆长中少计了1 cm，即测摆长时漏测球的半径r.（2）.8答案：（1）见解析图（2）400（3）9.86 m/s2解析：（1）建立T2l坐标系，根据表中数据选取适当标度，然后描点、作图，如图所示（2）由图线知，直线斜率k4.00 s2/m.（3）由周期公式可得因此直线斜率，即.