8.利用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)

1、8.利用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)1.(2015順義一模)(2)利用單擺測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中利用游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬小球直徑如下圖所示，小球直徑d = cm某同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表，請(qǐng)?jiān)谙聢D中畫出LT2圖像/0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80T2/s2L/m1.00.50123451.5由圖像可得重力加速度g = m/s2(保留三位有效數(shù)字)0000ABCDT2T2某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑，其它操作無(wú)誤,那么他得到的實(shí)驗(yàn)圖像可能是下列圖像中的2.(2013石景山一模)21(18分)(1)某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)

2、驗(yàn)中，通過(guò)測(cè)量單擺擺長(zhǎng)L，利用秒表記錄該單擺50次全振動(dòng)所用的時(shí)間并求出周期T，根據(jù)單擺周期公式計(jì)算出重力加速度g。如果該同學(xué)用秒表記錄的時(shí)間如圖所示，則秒表的示數(shù)為 s；如果該同學(xué)測(cè)得的g值偏大，可能的原因是A. 測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊B. 開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表按下稍晚C. 實(shí)驗(yàn)中將51次全振動(dòng)誤記為50次D. 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)度增加了如果某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，用的擺球質(zhì)量分布不均勻，無(wú)法確定其重心位置。他第一次量得懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)1(不計(jì)擺球半徑)，測(cè)得周期為T1：第二次量得懸線長(zhǎng)為L(zhǎng)2，測(cè)得周期為T2。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可求得g值為3.(2015朝陽(yáng)一模)(2)某同學(xué)利用單

3、擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?shí)驗(yàn)室已經(jīng)提供的器材有：鐵架臺(tái)、夾子、秒表、游標(biāo)卡尺。除此之外，還需要的器材有_。A. 長(zhǎng)度約為1m的細(xì)線B. 長(zhǎng)度約為30cm的細(xì)線C. 直徑約為2cm的鋼球D. 直徑約為2cm的木球E最小刻度為1cm的直尺F最小刻度為1mm的直尺該同學(xué)在測(cè)量單擺的周期時(shí)，他用秒表記下了單擺做50次全振動(dòng)的時(shí)間，如圖乙所示，秒表的讀數(shù)為_s。 乙 丙該同學(xué)經(jīng)測(cè)量得到6組擺長(zhǎng)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)如圖丙所示。則當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式g=_。處理完數(shù)據(jù)后，該同學(xué)發(fā)現(xiàn)在計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)用的是擺線長(zhǎng)度而未計(jì)入小球的半徑，這樣_(選填“影響”或“不影

4、響”)重力加速度的計(jì)算。該同學(xué)做完實(shí)驗(yàn)后，為使重力加速度的測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，他認(rèn)為：A. 在擺球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，必須保證懸點(diǎn)固定B. 擺線偏離平衡位置的角度不能太大C. 用精度更高的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑D. 測(cè)量周期時(shí)應(yīng)該從擺球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)其中合理的有_。該同學(xué)在做完實(shí)驗(yàn)后，繼續(xù)思考測(cè)量重力加速度的其它方法。請(qǐng)你展開想像的翅膀，再設(shè)計(jì)一個(gè)方案測(cè)量重力加速度。(簡(jiǎn)要說(shuō)明需要的器材以及測(cè)量方法)_4.(2014海淀一模)(2)甲乙兩個(gè)學(xué)習(xí)小組分別利用單擺測(cè)量重力加速度。甲組同學(xué)采用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置。A. 為比較準(zhǔn)確地測(cè)量出當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，除秒表外，在下列器材中，還應(yīng)該選用 ；(用

5、器材前的字母表示)a長(zhǎng)度接近1m的細(xì)繩b.長(zhǎng)度為30cm左右的細(xì)繩c直徑為1.8cm的塑料球d直徑為1.8cm的鐵球e最小刻度為1cm的米尺f最小刻度為1mm的米尺v/cm·s-1t/s00.52.51.01.52.010-103.0丙B. 該組同學(xué)先測(cè)出懸點(diǎn)到小球球心的距離L，然后用秒表測(cè)出單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t。請(qǐng)寫出重力加速度的表達(dá)式g= 。(用所測(cè)物理量表示)C. 在測(cè)量擺長(zhǎng)后，測(cè)量周期時(shí)，擺球振動(dòng)過(guò)程中懸點(diǎn)O處擺線的固定出現(xiàn)松動(dòng)，擺長(zhǎng)略微變長(zhǎng)，這將會(huì)導(dǎo)致所測(cè)重力加速度的數(shù)值 。(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)乙組同學(xué)在圖甲所示裝置的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)速度傳感器，如

6、圖乙所示。將擺球拉開一小角度使其做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，速度傳感器記錄了擺球振動(dòng)過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的關(guān)系，如圖丙所示的v-t圖線。A. 由圖丙可知，該單擺的周期T= s；B. 更換擺線長(zhǎng)度后，多次測(cè)量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)作出T2-L(周期平方-擺長(zhǎng))圖線，并根據(jù)圖線擬合得到方程T24.04L0.035。由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 m/s2。(取29.86，結(jié)果保留3位有效數(shù)字)5.(2013海淀一模)(18分)圖6(1)某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，需要用秒表測(cè)出單擺振動(dòng)n次所需要的時(shí)間。在某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)擺球通過(guò)最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，同時(shí)計(jì)數(shù)為“0”，下次擺球回到最低點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)為“1”，當(dāng)

7、計(jì)數(shù)到“100”時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)秒表記錄的時(shí)間如圖6所示，由圖可讀出時(shí)間為 s，可知單擺的振動(dòng)周期為 s。6.(2013大興一模)(18分)(1)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：用主尺最小分度為1mm，游標(biāo)上有20個(gè)分度的卡尺測(cè)量金屬球的直徑，結(jié)果如圖14所示，可以讀出此金屬球的直徑為mm；在利用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)出擺長(zhǎng)L與周期T，可算出重力加速度的表達(dá)式為7.(2013東城二模)實(shí)驗(yàn)題：(1)在用“單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的小球直徑為d，測(cè)定了擺線的長(zhǎng)度為l，用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間為t，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊谋硎臼綖閳D1012345678910

8、01023420100 cmg= (用d、l、n、t表示)。若該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)定了小球的直徑，如圖1所示，則小球直徑為 cm；為了盡可能減小實(shí)驗(yàn)誤差，下述操作中可行的是 。A. 擺線偏離豎直方向的最大擺角小于5°B. 當(dāng)小球通過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)C. 讓小球盡可能在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D. 減小擺球的質(zhì)量8.(2013西城二模)(2)某同學(xué)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。如圖2所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)擺球直徑。擺球直徑d= mm。23401020圖201020 0mm1cm234231 cm實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：A. 取一根細(xì)線，下端系住一個(gè)金屬小球，上端固定在鐵架臺(tái)上；B. 用米尺(最小刻度為1

9、mm)測(cè)得擺線長(zhǎng)l；C. 在擺線偏離豎直方向較小夾角的位置由靜止釋放小球；D. 用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間t，得到周期T=t/n；E.改變擺線長(zhǎng)，重復(fù)B. C. D的操作。該同學(xué)采用兩種方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。第一種方法：根據(jù)每一組T和l，利用求出多組g值，然后計(jì)算g值的平均值，求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。第二種方法：根據(jù)每一組T和l，在圖3中描點(diǎn)，然后連線；根據(jù)圖線的斜率，求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。a.如果實(shí)驗(yàn)中測(cè)量擺線長(zhǎng)l和單擺周期T的偶然誤差都比較小，那么，第一種方法求出的重力加速度 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?選填“大于”、“等于”或“小于”)；b.根據(jù)該同學(xué)在圖3中描出的點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)趫D3中描繪出T2

10、-l圖線；c.該同學(xué)從圖3中求出圖線斜率k，則重力加速度g與斜率k的901101201301001404.05.04.55.56.03.5圖3關(guān)系式為g= ；代入數(shù)據(jù)求得g= m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。 T2/s2l/cm9.(2015東城高三期末)(6分)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)前他們根據(jù)單擺周期公式導(dǎo)出了重力加速度的表達(dá)式，其中L表示擺長(zhǎng)，T表示周期。對(duì)于此式的理解，四位同學(xué)說(shuō)出了自己的觀點(diǎn)：同學(xué)甲：T一定時(shí)，g與L成正比同學(xué)乙：L一定時(shí)，g與T2成反比同學(xué)丙：L變化時(shí)，T2是不變的同學(xué)?。篖變化時(shí)，L與T2的比值是定值其中觀點(diǎn)正確的是同學(xué) (選填“甲”、

11、“乙”、“丙”、“丁”)。實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選用：第14題圖 A. 長(zhǎng)約1m的細(xì)線B. 長(zhǎng)約1m的橡皮繩C. 直徑約2cm的均勻鐵球D. 直徑約5cm的均勻木球E秒表F時(shí)鐘G最小刻度為毫米的米尺實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)選用了最小刻度為毫米的米尺，他們還需要從上述器材中選擇： (填寫器材前面的字母)。他們將符合實(shí)驗(yàn)要求的單擺懸掛在鐵架臺(tái)上，將其上端固定，下端自由下垂(如圖所示)。用刻度尺測(cè)量懸點(diǎn)到 之間的距離記為單擺的擺長(zhǎng)L。在小球平穩(wěn)擺動(dòng)后，他們記錄小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間t，則單擺的周期T= 。如果實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果是g=10.29m/s2，比當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎荡?，分析可能是哪些不?dāng)?shù)膶?shí)際操作造成這種

12、結(jié)果，并寫出其中一種： 。10.(2013石景山高三期末)(1)(10分)某同學(xué)在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了如下的操作：L/mT2/s2O圖甲圖乙甲圖丙甲圖13用游標(biāo)上有10個(gè)小格的游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑如圖13(甲)所示，擺球直徑為_cm 。把擺球用細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上，測(cè)量擺線長(zhǎng)，通過(guò)計(jì)算得到擺長(zhǎng)L。用秒表測(cè)量單擺的周期。當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定且到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)并記為n =0，單擺每經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)記一次數(shù)，當(dāng)數(shù)到n =60時(shí)秒表的示數(shù)如圖13(乙)所示，該單擺的周期是T=_s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。測(cè)量出多組周期T、擺長(zhǎng)L數(shù)值后，畫出T2L 圖象如圖13(丙)，此圖線斜率的物理意義是A.

13、 B. C. D. 與重力加速度的真實(shí)值比較，發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果偏大，分析原因可能是A. 振幅偏小B. 在單擺未懸掛之前先測(cè)定其擺長(zhǎng)C. 將擺線長(zhǎng)當(dāng)成了擺長(zhǎng)D. 開始計(jì)時(shí)誤記為n=1該小組的另一同學(xué)沒(méi)有使用游標(biāo)卡尺也測(cè)出了重力加速度。他采用的方法是：先測(cè)出一擺線較長(zhǎng)的單擺的振動(dòng)周期T1，然后把擺線縮短適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度，再測(cè)出其振動(dòng)周期T2。用該同學(xué)測(cè)出的物理量表達(dá)重力加速度為=_。(2)(8分)有一個(gè)小燈泡上標(biāo)有“4.8V 2W”的字樣，現(xiàn)在測(cè)定小燈泡在不同電壓下的電功率，并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U 2的關(guān)系曲線。有下列器材可供選用：圖13 （?。〢. 電壓表V1(03V，內(nèi)阻3k)B.

14、電壓表V2(015V，內(nèi)阻15k)C. 電流表A(00.6A，內(nèi)阻約1)D. 定值電阻R13kE定值電阻R215kF滑動(dòng)變阻器R(10，2A)G學(xué)生電源(直流6V，內(nèi)阻不計(jì))H開關(guān)、導(dǎo)線若干為了使測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)中所用電壓表應(yīng)選用 ，定值電阻應(yīng)選用 ，從而改裝電壓表；為減小實(shí)驗(yàn)誤差，并要求從零開始多測(cè)幾組數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D13(丁)的方框內(nèi)畫出滿足實(shí)驗(yàn)要求的電路圖；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出P-U2圖象，下面的四個(gè)圖象中可能正確的是 。6P/WU2/V2O12180.5241.01.52.0BC6P/WU2/V2O12180.5241.01.52.06P/WU2/V2O12180.5241.01.52.

15、0A6P/WU2/V2O12180.5241.01.52.0D11.(2013朝陽(yáng)高三期末)(6分)在一次“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，圖甲中的O點(diǎn)是擺線的懸點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)分別是擺球的上沿和下沿，則該單擺的擺長(zhǎng)l=_m。乙圖為測(cè)量周期用的秒表，長(zhǎng)針轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為30s，表盤上部的小圓共30個(gè)小格，每小格30s。該單擺全振動(dòng)n=50次時(shí)，表盤指針的位置如圖乙所示，所用時(shí)間t=_s。用以上直接測(cè)量的物理量的符號(hào)表示重力加速度的計(jì)算式g=_(不必代入具體數(shù)值)。cm甲乙abO8.利用單擺測(cè)重力加速度實(shí)驗(yàn)1.(2) 2.26g= 9.86 m/s2 B2.(1)99.8AB B二、實(shí)驗(yàn)題(每題分，

16、計(jì)分)3.(2)ACF(2分)95.1(2分)(2分)不影響(2分)AB(2分)【方案一】需要的器材有：質(zhì)量已知的鉤碼、測(cè)力計(jì)。測(cè)量方法：已知鉤碼的質(zhì)量m，再用測(cè)力計(jì)測(cè)出其重力G，則可求出重力加速度?！痉桨付啃枰钠鞑挠校鸿F架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及相應(yīng)的電源、導(dǎo)線、紙帶、刻度尺、重錘。測(cè)量方法：讓重錘拖著紙帶做自由落體運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄的信息可求得重力加速度。(4分)4.(2)(共12分)A. adf (3分)B. (3分)C. 偏小(2分)A. 2.0(2分)B. 9.76(2分)5.(18分)圖290.00110.00120.00l/cmT2/s2130.004.005.004.505.50100.00140.006.003.50(1)101.3s (2分)，2.03s (2分)6.(1)19