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
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
.
..
(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
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.
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=4π2 |
k |
4π2 |
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=
,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.
(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 |
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
所以T2=
,
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=
,所以g=
.
(3)由单摆的周期公式T=2π
得,g=
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=
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,
.(3)AC
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
|
4π2L |
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=
4π2 |
g |
4π2 |
k |
(3)由单摆的周期公式T=2π
|
4π2L |
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 |
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,
4π2 |
k |
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 |
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(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:
(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l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).
(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1mm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:
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 |