题目内容

某学校的物理实验兴趣小组利用单摆和一个深度未知的小筒设计了如下实验来测量当地的重力加速度及小筒深度。将组装好的单摆竖直悬挂于开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图甲所示，用毫米刻度尺测出筒外悬线的长度l，然后将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，单摆振动过程中悬线不能碰到筒壁，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴．l为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。
    
（1）在这个实验中，应该选用下列哪些材料组成单摆（    ）
A．长约1米的细线
B．长约1米的细铁丝
C．长约1米的橡皮条
D．长约0.2米的细丝线
E.直径约为5厘米的钢球
F.直径约为5厘米的泡沫塑料球
G.直径约为1厘米的钢球
H.直径约为1厘米的塑料球
（2）如果实验中所得到的T2—l关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的_____；
（3）由图象可知，小筒的深度h ＝ ________m；当地g ＝ _____________m / s2。(g值保留3位有效数字)
（4）请你帮助该实验小组分析一下，g值偏小的主要原因是_______________________。
（1）AG           (2)a           (3)0.3m    9.62或9.76
（4）l的测量应该是筒外悬线到小球中心的距离

试题分析：（1）在选择摆线时要选择细、轻、无弹性的细线，长度大约1m左右（2）在实验过程中摆长应该为摆线的长度与小球半径之和，由单摆运动的周期公式，可知当l=0时周期不为零，图像为a图（3）由（2）的分析可以确定，筒的深度为0．30m，a图象的斜率为，所以当地的重力加速度为9．86m/s2．
（4）实验过程中摆线的真是摆长为筒外悬线到小球中心的距离，所以实验中的摆长偏大，所测量出来的重力加速度偏小
点评：本题实验对摆线和小球的要求一定要牢记，对单摆运动的周期公式要理解并记忆，乙图中三条直线产生的原因都要能够做出判断，能够应用数学方法回答一些问题，所以本实验考查知识点较多，掌握起来觉得会非常零散，难度中等
练习册系列答案
相关题目
（11分）研究物体运动的加速度与物体所受力的关系的实验装置如图甲所示，实验的步骤如下：
①  把一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，使定滑轮伸出桌面。
②  把打点计时器固定在长木板没有定滑轮的一端，并把打点计时器连接到电源上。
③  把小车放在长木板上并靠近打点计时器的地方，把纸带的一端固定在小车上且让纸带穿过打点计时器。
④  细线的一端固定在小车上并跨过定滑轮，另一端悬挂一砝码盘，调整滑轮的高度使滑轮和小车间的细线与长木板平行。
⑤  接通打点计时器电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一列小点。
⑥  改变砝码盘中砝码的质量，更换纸带，重复上面步骤。
⑦  根据纸带上打的点算出每次实验时小车的加速度，把每次实验时砝码和砝码盘的重力记录在相应的纸带上。
⑧  以小车的加速度a为纵坐标，细线的拉力F（砝码和砝码盘的总重力）为横坐标，建立坐标系，画出a—F图象得出加速度与力的关系。
（1）上述操作步骤中明显遗漏的步骤是_________________________。
（2）某同学画出的a—F图象如图乙所示，图线不是直线的可能原因是__________________。
（3）另一位同学将本实验做了改动：每次实验时将小车上的砝码拿下放到砝码盘上，其他操作都与上面一样。那么他画出的a—F图象________（填“是”或“不是”）一条过坐标原点的直线，原因是_________________________________________________。
（3分）某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带,已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点,该同学选择ABCDEF六个计数点,对计数点进行测量的结果记录在图中, 单位是cm。(1)试计算在打下B时小车的瞬时速度=_   ___ m/s；CE间的平均速度=__   ___m/s ；  (2)计算小车的加速度=________m/s2
电磁打点计时器通常的工作电压为      ，电火花打点计时器通常的工作电压为        。我们日常生活所用的交流电频率是50Hz，如果用它做电源，打点计时器每隔       s打一个点。
用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中，得到如图所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，分别标上计数点0、1、2、3、4……，相邻计数点之间还有四个点未画出，量得0与1两点间的距离x1＝4.00cm，1与2两点间的距离x2＝6.00cm，2与3两点间的距离x3=8.00cm．则打下测量点2时小车的速度大小为______  m/s，打下0点时小车的速度大小为       m/s，小车的加速度大小为________  m/s2．（保留两位有效数字）
某同学利用打点计时器打出如图所示的一段纸带，测得相邻计数点之间的距离在纸带上已标出，已知交流电频率为50Hz，则纸带的运动是      ，判断依据是                   。打纸带上“2”点时的瞬时速度是            ，纸带运动的加速度是                ，打纸带上“4”点时的瞬时速度是             。（结果保留三位有效数字）
（5分）在探究弹力和弹簧伸长的关系实验中，得到某弹簧的伸长量x与弹力f之间的关系图象，下列说法中正确的是（    ）
       
A．弹簧的劲度系数为30.0N／m
B．弹簧发生弹性形变时，弹力大小与弹簧伸长（或缩短）的长度成正比
C．由图象可知弹簧原长为5.0cm
D．当弹簧伸长2.5cm时，弹簧弹力为0.75N
（14分）（1）一位同学在“用打点计时器测量自由落体的加速度”实验中，有下列器材可供选择：铁架台、电火花打点计时器及墨粉纸盘、低压直流电源、天平、重锤、导线、开关、纸带若干．
其中不必要的器材是                                  ；
缺少的器材是                                        ．
（2）（单选）某同学在用电磁打点计时器做探究匀变速直线运动规律的实验时，使用电火花打点计时器时，下列做法正确的是（    ）
A．应使用4—6V直流电
B．使用时应当先释放小车，再接通电源
C．也可以用干电池作为打点计时器的电源
D．每打完一条纸带要及时切断打点计时器的电源
（3）某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了在不同拉力下的A、B、C、D……等几条较为理想的纸带，并在纸带上每5个点取一个计数点，即相邻两计数点间的时间间隔为0.1s，将每条纸带上的计数点都记为0、1、2、3、4、5……，如图所示甲、乙、丙三段纸带，分别是从三条不同纸带上撕下的.

①在甲、乙、丙三段纸带中，属于纸带A的是         
②打A纸带时，物体的加速度大小是         m/s2
③打点记时器打1号计数点时小车的速度为         m/s（该空计算结果保留两位有效数字）.
某实验小组在“实验探究：探究物体碰撞时动量变化规律”的实验中，采用如图2(a）所示装置，通过半径相同的、两球的碰撞来进行探究。图中是斜槽，为水平槽。实验时先使球从斜槽上某一固定位置由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹。重复上述操作10次，得到10个落点痕迹。再把球放在水平槽上靠近末端的地方，让球仍从位置自静止开始滚下，和球碰撞后，、球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹。重复这种操作10次。图中的点是水平槽末端在记录纸上的垂直投影点。球落点痕迹如图2(b)所示，其中米尺水平放置，且平行于、、所在平面，米尺的零点与点对齐。

（1）要求和的关系：         ，碰撞后球的水平射程应取为       cm。
（2）在以下选项中，本次实验必须进行的测量是                （填选项号）
A．水平槽上未放球时，测量球落点位置到点的距离；
B．球与球碰撞后，测量、球落点位置到点的距离；
C．测量球或球的直径；
D．测量球或球的质量（或两球质量之比）；
E．测量点相对水平槽面的高度。

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