高中物理二轮复习专题实验-用单摆测定重力加速度练习含解析.docx

专题87实验：用单摆测定重力加速度1利用单摆周期T2，测重力加速度g.2.采用图象法处理数据，在lT2图象中k.1.(2020·湖北高三月考)某学习小组学习了单摆的相关知识后，想利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度图1(1)组装单摆时，应在下列器材中选用_(填选项前的字母)A长度为60 cm左右的橡皮条B长度为80 cm左右的细线C直径为3 cm左右的塑料球D直径为3 cm左右的钢球(2)实验步骤如下：A用游标卡尺测量小球的直径；B按装置图安装好实验装置；C用米尺测量细线悬点到小球的长度L；D将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为0，此后小球每摆到平衡位置一次，计数一次，依次计数为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，测出对应每次悬线的长度，重复实验步骤C、D；F计算出每个悬线长度对应的t2；G以t2为纵坐标、L为横坐标，作出t2L图线结合上述实验步骤，完成下列任务：该同学根据实验数据，利用计算机作出t2L图线如图2所示根据图线拟合得到方程t2403.3L6.3.由此可以得出当地的重力加速度g_m/s2.(取29.86，结果保留三位有效数字)图2(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因是_答案(1)BD(2)9.78(3)没有把球的半径算入摆长解析(1)选材时，要尽量减小空气阻力对单摆振动的影响，同时要便于测量，摆线选择细线而不能选择长度变化大的橡皮条，摆球选择质量大密度小的，故选B、D.(2)依题意得，单摆的周期为T，由单摆周期公式T2，联立可得t2L.由题意可得t2403.3L6.3，则403.3，可得g9.78 m/s2.(3)单摆摆长等于摆线长度和摆球半径之和，把摆线长度作为单摆摆长，摆长小于实际摆长，因此图线没有过坐标原点，在纵轴上截距不为零2.(2020·四川攀枝花市第十五中学校高二期中)实验小组的同学用如图3所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验图3(1)实验室有如下器材可供选用：A长约1 m的细线B长约1 m的橡皮绳C直径约2 cm的铁球D直径约2 cm的塑料球E米尺 F时钟 G停表实验时需要从上述器材中选择：_(填写器材前面的字母)(2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：将单摆上端固定在铁架台上测得摆线长度，作为单摆的摆长在偏角较小的位置将小球由静止释放记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期T根据单摆周期公式计算重力加速度的大小其中有一处操作不妥当的是_(填写操作步骤前面的序号)(3)按照以上的实验步骤，测量多组摆长和对应的周期，并根据实验数据作出了图象，如图4所示，根据该图象得出重力加速度的测量值为_m/s2.图4(4)实验后同学们进行了反思他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小请你简要说明其中的原因_答案(1)ACEG(2)(3)9.86(4)T2是单摆做简谐运动的周期公式当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动解析(1)单摆的摆长不可伸长，为减小空气阻力的影响和实验误差，先选用长约1 m的细线，直径约2 cm的铁球，要用米尺测量摆长，停表测量周期，故答案为：ACEG.(2)操作不妥当的是.单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径(3)按照(2)的实验步骤，根据单摆的周期公式得T2，解得T2(lr)由图象可知k4，解得g9.86 m/s2.(4)公式T2是单摆做简谐运动的周期公式当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动3(2020·山东淄川中学高二期中)某同学利用单摆测量重力加速度(1)在用单摆测定重力加速度的实验中，下列说法中错误的是()A对重力加速度测量值影响较大的是周期的测量B摆球尽量选择质量大些、体积小些的C用刻度尺测量摆线的长度，这就是单摆的摆长D摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最顶端的长度L096.58 cm，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图5甲所示，则摆球直径d_cm；(3)实验时，他利用如图乙所示装置记录振动周期，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，光敏电阻与某自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的振动周期为T_s；图5(4)根据以上测量数据可得重力加速度g_m/s2(结果保留三位有效数字)，如果该同学测得的g值偏小，可能的原因是_(填正确答案标号)A摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了B计算摆长时用的LL0dC摆球摆动的振幅偏小答案(1)C(2)1.07(3)2.000(4)9.58A解析(1)根据公式g可知，g与T2成反比，所以对重力加速度测量值影响较大的是周期的测量，故A正确；为减小空气阻力对实验的影响，所以应该用体积小、质量大些的摆球进行实验，故B正确；实验中摆长应该是摆线的长度与小球的半径之和，故C错误；为了在实验过程中摆长尽量保持不变，为一恒定的值，所以摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些，故D正确；选错误的，故选C.(2)由图示游标卡尺可知，摆球的直径d10 mm7×0.1 mm10.7 mm1.07 cm.(3)单摆在一个周期内两次经过平衡位置，根据图线丙的变化规律可知，单摆的周期为T2.246 s0.246 s2.000 s.(4)单摆的摆长LL096.58 cm0.971 15 m.根据单摆周期公式有T2，得g m/s29.58 m/s2.摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了，则摆长的测量值偏小，由g可知，重力加速度g的测量值偏小，故A正确；计算摆长时用的是LL0d，则摆长测量值偏大，根据g可知，重力加速度g的测量值偏大，故B错误；摆球摆动的振幅偏小不会影响g值的测量，故C错误