【贏在高考】2013屆高三物理一輪配套練習(xí)1.3 實(shí)驗(yàn)探究單擺的運(yùn)動(dòng) 用單擺測(cè)定重力加速度 新人教版選修3-4

1、第三節(jié) 實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動(dòng)·用單擺測(cè)定重力加速度隨堂演練鞏固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,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(kāi)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】 根據(jù)單擺構(gòu)成的條件,擺長(zhǎng)要遠(yuǎn)大于擺球半徑,擺線長(zhǎng)些,測(cè)量誤差小,故在本實(shí)驗(yàn)中應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)擺線,選項(xiàng)A正確;擺球體積大,受空氣阻力大,測(cè)量誤差大,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;根據(jù)單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的要求,擺角故選項(xiàng)C正確;為了減小測(cè)量誤差,應(yīng)

2、測(cè)出單擺做多次全振動(dòng)的時(shí)間后取平均值計(jì)算周期,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】 AC 2.在”用單擺測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取钡膶?shí)驗(yàn)中,下列操作正確的是( ) A.如果有兩個(gè)大小相同的鐵球和橡膠棒(都有小孔)可供選擇,則選用鐵球作為擺球較好 B.單擺的擺角約5 C.為了便于改變擺線長(zhǎng)度,可將擺線的一頭繞在鐵架上端的圓桿上以代替鐵夾 D.應(yīng)先測(cè)量擺線長(zhǎng),再掛好擺球 【解析】 鐵球受阻力影響相對(duì)較小,故實(shí)驗(yàn)時(shí)用鐵球.實(shí)驗(yàn)中懸點(diǎn)必須固定,如果松動(dòng),則擺長(zhǎng)改變,造成誤差,擺長(zhǎng)指球心到懸點(diǎn)的距離,不能用擺線長(zhǎng)代替. 【答案】 AB 3.在”用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,以下做法中正確的是( ) A.測(cè)量擺長(zhǎng)的方法

3、:用刻度尺量出從懸點(diǎn)到擺球間的細(xì)線的長(zhǎng)度 B.測(cè)量周期時(shí),從小球到達(dá)最大振幅位置開(kāi)始計(jì)時(shí),擺球完成50次全振動(dòng)時(shí),及時(shí)截止,然后求出完成一次全振動(dòng)的時(shí)間 C.要保證單擺自始至終在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng) D.單擺振動(dòng)時(shí),應(yīng)注意使它的偏角開(kāi)始時(shí)不能小于10 【解析】 擺長(zhǎng)應(yīng)為從懸點(diǎn)到球心的距離,計(jì)時(shí)位置應(yīng)從平衡位置開(kāi)始,偏角不能大于10. 【答案】 C 4.將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開(kāi)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(gè)小角度后由靜止釋放,設(shè)單擺擺動(dòng)過(guò)程中懸線不會(huì)碰到筒壁,如果本實(shí)驗(yàn)的長(zhǎng)度測(cè)量工具只能測(cè)量出筒的下端口到擺球球心之間的距離l,并通過(guò)改

4、變l而測(cè)出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T,再以為縱軸、l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象,那么就可以通過(guò)此圖象得出我們想要測(cè)量的物理量. (1)現(xiàn)有如下測(cè)量工具:A.時(shí)鐘;B.秒表;C.天平;D.毫米刻度尺.本實(shí)驗(yàn)所需的測(cè)量工具有 ; (2)如果實(shí)驗(yàn)中所得到的l關(guān)系圖象如圖乙所示,那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的 ; (3)由圖象可知,小筒的深度h= cm;當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭= m/s. 【解析】 (2)由單擺周期公式得T=2所以 即l是一次線性關(guān)系,其縱截距為斜率為 所以l中真正的圖象應(yīng)是a. (3)由(2)及圖乙得.20, . 聯(lián)立解得h=30 cm,g=9.86 m/s. 【答案】 (1)BD (2)a (3)

5、30 9.86 5.(1)在做”用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí),用擺長(zhǎng)L和周期T計(jì)算重力加速度的公式是g= ,如果已知擺球的直徑為2.00 cm,讓刻度尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)擺線懸點(diǎn),擺線豎直下垂,如圖所示,那么擺長(zhǎng)是 .如果測(cè)定了40次全振動(dòng)的時(shí)間如圖中秒表所示,那么秒表讀數(shù)是 s,單擺周期是 s. (2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,測(cè)量5種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期,記錄數(shù)據(jù)如下: 以L為橫坐標(biāo) ,T為縱坐標(biāo),作出L圖線,并利用此圖線求重力加速度. 【解析】 (2)由T=2可得所以L圖線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線,直線斜率是g=.在圖線上取較遠(yuǎn)的兩點(diǎn)則所以g=.作出圖象如圖所示,由直線上的點(diǎn)(0.4,1.6)和(1.0,4.0)可求出k=