高考物理一輪總復習 第十二章 振動和波 光 相對論（選修34） 實驗13 探究單擺的運動 用單擺測定重力加速度對應演練 遷移運用.doc

實驗13 探究單擺的運動 用單擺測定重力加速度對應演練遷移運用1在“探究單擺的周期與擺長的關(guān)系”實驗中，某同學準備好相關(guān)實驗器材后，把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度后釋放，同時按下秒表開始計時，當單擺再次回到釋放位置時停止計時，將記錄的這段時間作為單擺的周期以上操作中有不妥之處，請對其中兩處加以改正答案： 應在擺球通過平衡位置時開始計時；應測量單擺多次全振動的時間，再計算出周期的測量值(或在單擺振動穩(wěn)定后開始計時)2下表是用單擺測定重力加速度實驗中獲得的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長l/m0.50.60.81.1周期t2/s22.02.43.24.4(1)利用上述數(shù)據(jù)，在圖的坐標系中描繪出lt2圖象(2)利用圖象，取t24.2 s2時，l1.05 m，重力加速度g9.86 m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：由t2得lt2，所以圖象是過原點且斜率為的一條直線(1)lt2圖象如圖所示(2)t24.2 s2時，從圖中可讀出其擺長l1.05 m，將t2和l代入公式g，得g9.86 m/s2.3(2015天津卷)某同學利用單擺測量重力加速度(多選)為了使測量誤差盡量小，下列說法正確的是bca組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球b組裝單擺須選用輕且不易伸長的細線c實驗時須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動d擺長一定的情況下，擺的振幅盡量大如圖甲所示，在物理支架的豎直立柱上固定有擺長約1 m的單擺實驗時，由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm的鋼板刻度尺，于是他先使擺球自然下垂，在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標記點，測出單擺的周期t1；然后保持懸點位置不變，設(shè)法將擺長縮短一些，再次使擺球自然下垂，用同樣方法在豎直立柱上做另一標記點，并測出單擺的周期t2；最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上的兩標記點之間的距離l.用上述測量結(jié)果，寫出重力加速度的表達式g.解析：在利用單擺測重力加速度的實驗中，為了使測量誤差盡量小，須選用密度大、半徑小的擺球和不易伸長的細線，擺球須在同一豎直面內(nèi)搖動，擺長一定時，振幅盡量小些，以使其滿足簡諧運動的條件，故選b、c設(shè)第一次擺長為l，第二次擺長為ll，則t12，t22，聯(lián)立解得g.4將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外)，如圖甲所示，將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺振動過程中懸線不會碰到筒壁，如果本實驗的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心的距離l，并通過改變l而測出對應的擺動周期t，再以t2為縱軸、l為橫軸作出t2l函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當?shù)氐闹亓铀俣萭.(1)如果實驗中所得到的t2l關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應該是a、b、c中的a；(2)由圖可知，小筒的深度h0.315 m，當?shù)氐闹亓铀俣萭9.86 m/s2；(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)某次停表計時得到的時間如圖丙所示，則總時間為66.3 s.解析：(1)由單擺周期公式t2得t2，縱軸截