题目内容

(1)在用单摆测定重力加速度的实验中,下列措施中必要的或做法正确的是
BC
BC
.(选填下列措施前的序号)
A.为了便于计时观察,单摆的摆角应尽量大些
B.摆球应选择密度较大的实心金属小球
C.用停表测量周期时,应测量单摆20~30次全振动的时间,然后计算周期,而不能把只测一次全振动时间当作周期
D.将摆球和摆线平放在桌面上,拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点O间的长度作为摆长,然后将O点作为悬点
(2)某同学在一次用单摆测重力加速度的实验中,测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况,并将记录的结果描绘在如图所示的坐标系中.图中各坐标点的标号分别对应实验中5种不同摆长的情况.在处理数据时,该同学实验中的第
4
4
数据点应当舍弃.画出该同学记录的T2-l图线.求重力加速度时,他首先求出图线的斜率k,则用斜率k求重力加速度的表达式为g=
2
k
2
k

(3)用单摆测定重力加速度的实验中,若测得g值偏小,可能是由于
AC
AC

A.计算摆长时,只考虑悬线长,未加小球半径
B.计算摆长时,将悬线长加上小球直径
C.测量周期时,将n+1次全振动误记成n次全振动
D.单摆振动时,振幅较小.
分析:(1)解答本题应了解单摆测定重力加速度的原理:单摆的周期公式,还要知道:摆角很小的情况下单摆的振动才是简谐运动;为减小空气阻力的影响,摆球的直径应远小于摆线的长度,选择密度较大的实心金属小球作为摆球.摆长等于摆线的长度加上摆球的半径.
(2)根据单摆的周期公式推导出T2-L的关系式,作出T2-L图线,通过图线的斜率求出重力加速度的大小.
(3)由题,单摆振动n次的时间t,单摆的周期T=
t
n
,根据单摆的周期公式推导出重力加速度的表达式,再分析g值偏小可能的原因.
解答:解:(1)A、单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动,单摆的摆角不能太大,一般不超过5°,否则单摆将不做简谐运动.故A错误.
B、C减小空气阻力的影响,摆球的直径应远小于摆线的长度,选择密度较大的实心金属小球作为摆球.故B正确.
C、用停表测量周期时,应测量单摆20~30次全振动的时间,然后计算周期,而不能把只测一次全振动时间当作周期,故C正确
D、摆长等于摆线的长度加上摆球的半径.应将摆球悬挂后,用米尺测出摆球球心到悬点的距离作为摆长.故D错误.
故选BC
(2)由单摆周期公式T=2π
L
g
所以T2=
2L
g

可得以T2-l图线是过坐标原点的一条直线,如图所示

由图可知第4个点明显偏离图线,因此是错误的;
直线的斜率是k=
2
g
,所以g=
2
k

(3)由单摆的周期公式T=2π
L
g
得,g=
2L
T2

A、计算摆长时,只考虑悬线长,未加小球半径,摆长L偏小,g值偏小.故A正确.
B、计算摆长时,将悬线长加上小球直径,摆长L偏大,g值偏大.故B错误.
C、将n+1次全振动误记成n次全振动,由T=
t
n
得知,T值偏大,g值偏小.故C正确
D、重力加速度数值与振幅无关,故D错误
故选AC
故答案为:(1)BC (2)4,
2
k
.(3)AC
点评:简谐运动是一种理想的运动模型,单摆只有在摆角很小,空气阻力影响不计的情况下单摆的振动才可以看成简谐运动,要知道影响实验结论的因素.根据单摆的周期公式分析图象的意义.
练习册系列答案
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22.(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,①测摆长时,若正确测出悬线长L和摆球直径d,则摆长为           ;②测周期时,当摆球经过           位置时开始计时并计数1次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为          

    此外,请你从下列器材中选用所需器材,再设计一个实验,粗略测出重力加速度g,并参照示例填写下表(示例的方法不能再用)

A.天平;B.刻度尺;C.弹簧秤;D.电磁打点计时器;E.带夹子的重锤;F.纸带;G.导线若干;H.铁架台;I.低压交流电源;J.低压直流电源;K.小车;L.螺旋测微器;M.斜面(高度可调,粗糙程度均匀)。

 

所选取器材

(只填器材序号)

简述实验方法

(不要求写出具体步骤)

示例

B、D、E、F、G、H、I

安装仪器,接通电源,让纸带随重锤竖直下落。用刻度尺测出所需数据,处理数据,得出结果。

实验

设计

 

 

(2)在“测定金属的电阻率”实验中,需要测量金属丝的长度和直径。现用最小分度为1 mm的米尺测量金属丝长度,图中箭头所指位置是拉直的金属丝两端在米尺上相对应的位置,测得的金属丝长度为          mm。在测量金属丝直径时,如果受条件限制,身边只有米尺1把和圆柱形铅笔1支。如何较准确地测量金属丝的直径?请简述测量方法:

                                                         

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