實(shí)驗(yàn)八用單擺測定重力加速度物理實(shí)驗(yàn)doc

1、內(nèi)化提升1(2009 年北京海淀測試)某同學(xué)做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，測得的重力加速度數(shù)值明顯大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值造成這一情況的可能原因是()A 測量擺長時(shí)，把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)成擺長B 測量周期時(shí)，當(dāng)擺球通過平衡位置時(shí)啟動秒表，此后擺球第 30 次通過平衡位置時(shí)制動秒表，讀出經(jīng)歷的時(shí)間為 t，并由計(jì)算式 T30t求得周期C開始擺動時(shí)振幅過小D 所用擺球的質(zhì)量過大l2解析： 由 T 2得 g4l， g 值偏大說明l 偏大或 T 偏小，把懸掛狀態(tài)的擺線長當(dāng)2gT成擺長會使 l 偏小，g 值偏小， A 錯；擺球擺 30 次通過平衡位置實(shí)際上單擺完成15 次全振動，t周期 T 15

2、，誤認(rèn)為 30 次全振動， T 變小引起 g 值明顯偏大，B 對；單擺周期與振幅和擺球質(zhì)量無關(guān)， C、 D 錯誤答案： B2在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：(1) 測定加速度時(shí)，測出不同的擺長L 所對應(yīng)的周期值T 如下表所示，在圖10 給出的坐標(biāo)紙中作出 T2L 圖線，由所作圖線可知，T2 與 L 的關(guān)系式為 T2 _.擺長 L/m0.50.60.70.80.91.0周期 T/s1.421.571.671.801.912.01T2/s22.012.462.793.243.654.04圖 10(2) 利用圖線上任意兩點(diǎn) A、B 的坐標(biāo) (x1 ，y1)、(x2，y2)，可求出圖線的斜率 k_

3、，再由 k 可求出 g _.解析： (1)T2 L 圖線如圖11 所示222 4LT與 L 的關(guān)系式為T g .y y2 y122y2 y12(2) 因直線斜率 k24L，即得44(x2 x1)，而Tgg，所以有 g.x x2 x1x2 x1y2y1答案： (1)圖見解析圖 1124Lg2y2 y14(x2 x1 )(2)x2 x1y2 y13 (2008 年上海卷 )在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：(1) 某同學(xué)的操作步驟為：a取一根細(xì)線，下端系住直徑為d 的金屬小球，上端固定在鐵架臺上b用米尺量得細(xì)線長度lc在擺線偏離豎直方向5°位置釋放小球d用秒表記錄小球完成n 次全振動的

4、總時(shí)間t，得到周期 T t/n24le用公式 g 2 計(jì)算重力加速度T_按上述方法得出的重力加速度值與實(shí)際值相比( 選填“偏大”、“相同”或“偏小”)圖 12(2) 已知單擺在任意擺角時(shí)的周期公式可近似為2 為擺角 T T01 asin ( ) ，式中 T02趨近于 0°時(shí)的周期， a為常數(shù)為了用圖象法驗(yàn)證該關(guān)系式，需要測量的物理量有_ ；若某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到了如圖12 所示的圖線，則圖象中的橫軸表示_解析： (1)g 計(jì)算式中 l 應(yīng)為線長與小球半徑之和，因此，算得的重力加速度值偏小(2) 通過測量不同擺角時(shí)擺角2 T T01 asin (2) 關(guān)系式，即2和對應(yīng)的周期值T，才能給

5、出sin 2 T 的圖象，驗(yàn)證2 11a、 T0 的值sin ()T ，進(jìn)而利用圖象可以確定2aT0a答案： (1)偏小(2) T(或 t 、n)、 T4 (1)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)單擺做簡諧運(yùn)動時(shí)，用秒表測出單擺做 n 次(一般為 30 次 50 次)全振動所用的時(shí)間t，算出周期； 用米尺量出懸線的長度l ，用游標(biāo)卡尺測量擺球的直徑d，則重力加速度g _(用題中所給的字母表達(dá))圖 13(2) 將一單擺掛在測力傳感器的探頭上，用測力探頭和計(jì)算機(jī)組成的實(shí)驗(yàn)裝置來測定單擺擺動過程中擺線受到的拉力(單擺擺角小于5°)，計(jì)算機(jī)屏幕上得到如圖13(a)所示的 F t 圖象然后

6、使單擺保持靜止，得到如圖13(b)所示的 F t 圖象那么：此單擺的周期 T 為 _s.設(shè)擺球在最低點(diǎn)時(shí)Ep0，已測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，單擺的周期用 T 表示，那么測得此單擺擺動時(shí)的機(jī)械能E 的表達(dá)式是 _ (用字母表示 )解析： (1) 單擺的擺長為 l d/2，根據(jù)單擺周期公式可得重力加速度的表達(dá)式為g2 2d4 2)n (lt2.(2) 當(dāng)擺球處于最低點(diǎn)時(shí)擺線拉力最大，擺球在最大位移處時(shí)擺線拉力最小根據(jù)圖象可知當(dāng) t0 時(shí)，擺球處于最低點(diǎn)，t 0.2 s 時(shí)，擺球處于最大位移處，所以單擺的周期為0.8s. 擺球在最低點(diǎn)時(shí)根據(jù)牛頓第二定律有F1 F3 mv 2/l ，根據(jù)周期公式可求得此

7、單擺的擺長 l gT2其機(jī)械能等于擺球在最低點(diǎn)的動能，2/2，2 ，且擺球在擺動過程中機(jī)械能守恒，即 E mv4(F 1 F3)gT 2所以擺球的機(jī)械能為E2.d82 21 F324n (l )(F答案： (1)2(2) 0.8 E)gT282t5 (2008 年重慶卷 )某實(shí)驗(yàn)小組擬用如圖 14(1) 所示裝置研究滑塊的運(yùn)動實(shí)驗(yàn)器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細(xì)線組成的單擺等實(shí)驗(yàn)中，滑塊在鉤碼作用下拖動紙帶做勻加速直線運(yùn)動，同時(shí)單擺垂直于紙帶運(yùn)動方向擺動，漏斗漏出的有色液體在紙帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時(shí)刻的位置圖 14(1) 在圖 14(2) 中，從 _紙帶可看出滑塊的加速度和速度方向一致(2) 用該方法測量滑塊加速度的誤差主要來源有_、 _(寫出 2 個即可 )解析： (1)A 紙帶是勻速運(yùn)動，B 紙帶是加速運(yùn)動，C 紙帶是減速運(yùn)動測量滑塊加速度sa T2 .其中 s為相鄰的每個周期內(nèi)紙帶運(yùn)動位移之差，T 為單擺運(yùn)動周期由此可得加速度a 的誤差來源于影響單擺周