第3讲实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度基础巩固1.[2017北京东城一模,21(2)]实验小组的同学们用如图1所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。图1①用l表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,重力加速度g=。②实验时除用到停表、刻度尺外,还应该用到下列器材中的(选填选项前的字母)。A.长约1m的细线B.长约1m的橡皮绳C.直径约1cm的均匀铁球D.直径约10cm的均匀木球③选择好器材,将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,应采用图中所示的固定方式。④将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是(选填选项前的字母)。A.测出摆线长作为单摆的摆长B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动C.在摆球经过平衡位置时开始计时D.用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期⑤甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期,他根据测量数据画出了如图4所示的图像,但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量。你认为横坐标所代表的物理量是(选填“l2”“l”或“”),若图线斜率为k,则重力加速度g=(用k表示)。图4⑥乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,造成这一情况的原因可能是(选填选项前的序号)。A.开始摆动时振幅较小B.开始计时时,过早按下停表C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间⑦丙同学画出了单摆做简谐运动时的振动图像如图5所示,则摆线偏离竖直方向的最大摆角的正弦值约为(结果保留一位有效数字)。图52.利用单摆测当地重力加速度的实验中①利用游标卡尺测得金属小球直径如图1所示,小球直径d=cm。图1②某同学测量数据如表,请在图2中画出L-T2图像。L/m0.4000.5000.6000.8001.20T2/s21.602.102.403.204.80图2由图像可得重力加速度g=m/s2(保留三位有效数字)。③某同学在实验过程中,摆长没有加小球的半径,其他操作无误,那么他得到的实验图像可能是下列图像中的。综合提能1.某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。①他组装单摆时,在摆线上端的悬点处,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,如图所示。这样做的目的是(填字母代号)。A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆动②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下,用毫米刻度尺量得从悬点到摆球的最低端的长度L=0.9990m,再用游标卡尺测量摆球直径,结果如图所示,则该摆球的直径为mm,单摆摆长为m。③下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程,图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C均为30次全振动的图像,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是(填字母代号)。2.(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示。测量方法正确的是(选填“甲”或“乙”)。(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图甲所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图乙所示,则该单摆的振动周期为。若保持悬点到小球顶点的线长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将(填“变大”、“不变”或“变小”),图乙中的Δt将(填“变大”、“不变”或“变小”)。答案精解精析基础巩固1.答案①②AC③3④BC⑤⑥C⑦0.04解析①由单摆周期公式T=2π,得g=。②摆线尽量选长且不易伸缩的细线,摆球尽量选重且直径小的。③摆动过程中摆长应不变。④摆长应为悬线长与摆球半径之和;要测多次全振动所用时间计算周期,可减小误差。⑤由T=2π知T-图像是一次函数图像,斜率k=,得g=。⑥由T=2π,得g=,C项可使T偏小,则g偏大,C正确。过早按下停表,会使T偏大,g偏小。A项对T的测量无影响。⑦lsinθ≈0.04m,sinθ≈0.042.答案①2.26②如图所示9.86③B解析①主尺读数为:2.2cm;游标尺读数为:6×0.1mm=0.6mm=0.06cm,故小球直径为2.2cm+0.06cm=2.26cm;②由单摆周期公式T=2π,得:L=T2;L-T2图线斜率为k=,可得:g=4π2k,由图像可得:k=m/s2=0.25m/s2,可得:g=4...
