2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí)重要題型名師精講之機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)波第3講試驗(yàn)用單擺測(cè)定重力加速度

1、第 3 講 實(shí)驗(yàn) 用單擺測(cè)定重力加速度 h隨堂訓(xùn)練、| 1 在做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，有人提出以下幾點(diǎn)建議： A 適當(dāng)加長(zhǎng)擺線 B 質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的 C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大 D 當(dāng)單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期 其中對(duì)提高測(cè)量結(jié)果精確度有利的是 _ . 解析：?jiǎn)螖[實(shí)驗(yàn)的精確度取決于實(shí)驗(yàn)裝置的理想化程度及相關(guān)物理量的測(cè)量精度適當(dāng)加大擺線長(zhǎng)度，有 利于把擺球看成質(zhì)點(diǎn)，在擺角小于 10 的條件下，擺球的空間位置變化較大，便于觀察， A 對(duì)擺球體積 越大，所受空氣阻力越大，對(duì)質(zhì)量相同的擺球其影響越大

2、， B 錯(cuò)擺角應(yīng)小于 10 , C 對(duì)本實(shí)驗(yàn)采用累 積法測(cè)量周期，若僅測(cè)量一次全振動(dòng)，由于球過(guò)平衡位置時(shí)速度較大，難以準(zhǔn)確記錄，且一次全振動(dòng)的時(shí) 間太短，偶然誤差較大， D 錯(cuò). 答案：AC 2. 某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為 97.50 cm ,擺球直徑為 2.00 cm ,然后用 秒表記錄了單擺振動(dòng) 50 次所用的時(shí)間如圖 1 3- 6 所示則： 圖 136 （1） _ 該擺擺長(zhǎng)為 _ cm，秒表的示數(shù)為 ; （2） 如果他測(cè)得的 g 值偏小，可能的原因是（ ） A 測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊 B 擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了 C開始計(jì)

3、時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下 D .實(shí)驗(yàn)中誤將 49 次全振動(dòng)數(shù)為 50 次 解析：（1）由擺長(zhǎng)公式 1 = I + d/2，知 1= 98.50 cm = 0.985 0 m，由秒表的讀數(shù)方法，可求得單擺振動(dòng) 50 次所用的時(shí)間上=短針讀數(shù) 心）+長(zhǎng)針讀數(shù)（t2）= 3X 30 s+ 9.8 s= 99.8 s,同時(shí)可求得周期 T.4 ni 通過(guò)，可知 g 偏小的可能原因有二：一是擺長(zhǎng) I的測(cè)量值偏小，即測(cè)量值小于實(shí)際值，可知 A 錯(cuò)，B 正確；二是周期 T 的測(cè)量值偏大，如開始計(jì)時(shí)時(shí)，過(guò)早按下秒表；停止計(jì)時(shí)時(shí)，過(guò)遲按下秒表；誤 把 n + 1 次全振動(dòng)數(shù)為 n次等等.由此可知 C、D 選項(xiàng)皆錯(cuò)，故正

4、確答案為 B. 答案：(1)98.5 99.8 s (2)B 3. 在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得單擺擺角小于 5完成 n全振動(dòng)的時(shí)間為 t,用毫米刻度尺 測(cè)得擺線長(zhǎng)為 L,用螺旋測(cè)微器測(cè)得擺球直徑為 d. (1)用上述物理量的符號(hào)寫出重力加速度的一般表達(dá)式 g = _ . 從圖 1 3 7 可知，擺球直徑 d 的讀數(shù)為 _mm. (3) 實(shí)驗(yàn)中有個(gè)同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)得重力加速度的值偏大，其原因可能是 ( ) A .懸點(diǎn)未固定緊，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線增長(zhǎng)了 B .單擺所用擺球質(zhì)量太大 C 把 n次全振動(dòng)時(shí)間誤當(dāng)成(n + 1)次全振動(dòng)時(shí)間 D 以擺線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算 只有 C 答案正確.

5、 4 ,n2 4. 某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋?發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方， 他仍將從懸點(diǎn)到球心的 距離當(dāng)作擺長(zhǎng) L,通過(guò)改變擺線的長(zhǎng)度，測(cè)得 6 組 L 和對(duì)應(yīng)的周期 T,畫出 L T2圖線，然后在圖線上選 取 A、B 兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖 1 3 8 所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為 g = .請(qǐng)你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將 _ (填“偏 大” “偏小”或“相同”). 解析：?jiǎn)螖[的擺長(zhǎng)為 I = L + d/2,完成 n次振動(dòng)的時(shí)間為 t，振動(dòng)的周期 T = t/n，代入單擺的周期公式 T = 2n -:g 中，整理可

6、得 t2 讀出螺旋測(cè)微器的示數(shù)為 5.980( 0.02 均可)；由推導(dǎo)出的公式 g = 答案： t2 (2)5.980 (3)C 圖 137 圖 138 聯(lián)立解得 g= 4片片1 J，用圖象法處理實(shí) T2 T2 4 n（LA LB） 驗(yàn)數(shù)據(jù)，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式為 g= 2一2 ，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相同. TA TB 5. （2009 浙江，22）（1）在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖 1 3 9 甲、乙所示測(cè)量方法正確的是 _ （選填“甲”或“乙”）. 圖 139 （2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)， 為了將人工記錄振動(dòng)

7、次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)， 在擺球運(yùn) 動(dòng)最低點(diǎn)的左、右側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖 1 3 10 所示光敏電阻與某一自動(dòng)記錄相 連，該儀器顯示的光敏電阻阻值 R 隨時(shí)間 t 變化圖線如圖 1 3 11 所示，則該單擺的振動(dòng)周期為 _ 若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑 _ 2 倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單 擺的周期將 _ （填“變大”、“不變”或“變小” _ ），圖 1 3 11 中的At 將 （填“變大”、“不變”或“變小” ）. 兀 I I 百*2 t 圖 1 3 11 解析：通過(guò) R 隨 t 的變化圖象可知，單擺半個(gè)周期的時(shí)間為 * + to） t1 = to，所以單擺的周期為 2to.當(dāng)換用 直徑為原來(lái) 2 倍的小球做實(shí)驗(yàn)時(shí)， 該單擺的擺長(zhǎng)將會(huì)變大， 周期 T 將會(huì)變大.At 表示小球通過(guò)光敏電阻與 激光器之間的時(shí)間，當(dāng)擺球直徑變大時(shí)，通過(guò)的時(shí)間將變大.解析：設(shè)擺球重心在球心的正