1.单摆测重力加速度

例1近年来已有普通人乘坐宇宙飞船进入太空旅行,这标志着人类已经进入新的航天时代。假设我国组成高中学生航天兴趣小组,准备乘坐外星考查飞船前往x星球,其中的任务之一就是测量该星球表面的重力加速度g。他们准备的器材如下:

A.钩码(质量未知)   B.秒表   C.弹簧秤  D.毫米刻度尺

E.无弹性的细线     F.带孔的金属球(直径d=2.4cm)  G.天平

H.支架        I.电源

  (1)在精确度要求不太高时,比较简单的测量方法是利用器材       、     

和      (填字母),测出      由表达式g=      求出。

  (2)精确度要求较高时,可利用振动测量,器材可选用        。测量周期时,秒表记录了30次全震动的时间,示数如图6-12。则周期为T=      。若测得摆球上端至悬点的长度L=89.2cm,则重力加速度的大小g=         。

解析:本题考查灵活测量重力加速度的方法,精确度不高时用重力公式可知:,精确度要求较高时用单摆周期公式可得:

答案:(1)A、C、G,重力G及质量m,

  (2)B、D、E、F、H,1.9s,9.85m/s2(9.80-9.89都对)

反思:本题目考查单摆测重力加速度实验,涉及单摆的问题与其他知识的结合,综合性较强。解题时要把握好该实验的原理。

考点1: 简谐振动的回复力与振幅

例1(08年四川延考区) 光滑的水平面上盛放有质量分别为m 和m/2 的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动,系统的最大振幅为(   )

A.

B.

C.

D.

解析:对于整个物体由,由于m 和m/2 的两木块之间的最大静摩擦力为f,故,即,最大振幅为,故C正确。

答案:C。

点拨:本题主要考查简谐振动回复力的计算,利用整体法与隔离法相结合求解出回复力与两物体之间的最大静摩擦力之间的关系是关键。该试题取材于大学阶段知识,但问题可利用高中的方法解决,更加强调考查考生的基础知识和应变能力。

考点2:用单摆测重力加速度

例2(08年上海)在“用单摆测重力加速度”的实验中:

(1)某同学的操作步骤为:a.取一根细线,下端系住直径为d的金属小球,上端固定在铁架台上。b.用米尺量得细线长度lc.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球。d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/n。 e.用公式计算重力加速度。

按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比___(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。

(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为,式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数。为了用图像法验证该关系式,需要测量的物理量有____________;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图像中的横轴表示______。

解析:(1)由于在计算摆长时,只记了摆线长,没有记摆球半径,所以结果偏小。(2)从物理关系可以看出,需要测的物理量有T′(或t、n)、θ。图中的函数关系应为: ,所以横轴为T′。

 答案:(1) 偏小   (2)  T′(或t、n)、 θ  T′

点拨:只有理解用单摆测定重力加速度的原理,知道单摆周期公式的理解是解题的基础,灵活应用测量原理,综合性理解实验过程的基础上进行了实验结果的分析,进一步深化了目的,将理想化的单摆模型向实际转化,将要求学生以物理规律为核心,设计实验过程,得到实验测得量,运用科学探究的理念,进而与图表信息转化,得到规律的体现,考生能将物理关系与图表信息的相互转化是解题的关键,在高三复习时要加强这方面的训练。

3.由振动图象分析波动的问题

例3(2007年全国Ⅱ卷)一列横波沿x轴传播,在x=0与x=1cm的两质点的振动图线分别如图6-7中实线与虚线所示.由此可以得出(  )

A.波长一定是4cm

B.波的周期一定是4s

C.波的振幅一定是2cm

D.波的传播速度一定是1cm/s

解析:本题考查波的空间周期性和双向性,波的周期和振幅与质点振动的周期和振幅相同,由振动图象可知波的周期一定是4s,波的振幅一定是2cm,BC正确;根据两质点的振动图象和波传播的空间周期性和双向性知:x= 解得:cm(n=0,1,2…),由得:v=(2n+1)m/s(n=0,1,2…),故AD选项是错误,故正确答案BC。

答案:BC

点评:理解不同位置处振动图象之间的关系,弄清波的多解的性、周期性是解决本题的关键。

 0  246532  246540  246546  246550  246556  246558  246562  246568  246570  246576  246582  246586  246588  246592  246598  246600  246606  246610  246612  246616  246618  246622  246624  246626  246627  246628  246630  246631  246632  246634  246636  246640  246642  246646  246648  246652  246658  246660  246666  246670  246672  246676  246682  246688  246690  246696  246700  246702  246708  246712  246718  246726  447090 

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