2023版新教材高考物理復(fù)習(xí)特訓(xùn)卷考點(diǎn)七機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波第59練用單擺測(cè)量重力加速度的大小

歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！歡迎閱讀本文檔，希望本文檔能對(duì)您有所幫助！第59練用單擺測(cè)量重力加速度的大小（時(shí)間20分鐘）1.實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖1所示的裝置做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)．(1)實(shí)驗(yàn)室有如下器材可供選用：A．長(zhǎng)約1m的細(xì)線B．長(zhǎng)約1m的橡皮繩C．直徑約2cm的鐵球D．直徑約2cm的塑料球E．米尺F．時(shí)鐘G．停表實(shí)驗(yàn)時(shí)需要從上述器材中選擇：________________(填寫器材前面的字母).(2)在挑選合適的器材制成單擺后他們開始實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下：①將單擺上端固定在鐵架臺(tái)上②測(cè)得擺線長(zhǎng)度，作為單擺的擺長(zhǎng)③在偏角較小的位置將小球由靜止釋放④記錄小球完成n次全振動(dòng)所用的總時(shí)間t，得到單擺振動(dòng)周期T＝eq\f(t,n)⑤根據(jù)單擺周期公式計(jì)算重力加速度的大?。渲杏幸惶幉僮鞑煌桩?dāng)?shù)氖莀_______．(填寫操作步驟前面的序號(hào))(3)按照以上的實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)量多組擺長(zhǎng)和對(duì)應(yīng)的周期，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了圖像，如圖2所示，根據(jù)該圖像得出重力加速度的測(cè)量值為________m/s2.(4)實(shí)驗(yàn)后同學(xué)們進(jìn)行了反思．他們發(fā)現(xiàn)由單擺周期公式可知周期與擺角無關(guān)，而實(shí)驗(yàn)中卻要求擺角較?。?qǐng)你簡(jiǎn)要說明其中的原因________．2．[2022·浙江模擬](1)在做“利用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有三位同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在同一個(gè)坐標(biāo)系中做出的T2-L圖線如圖甲中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點(diǎn)，已知b同學(xué)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作和數(shù)據(jù)處理均準(zhǔn)確無誤．則相對(duì)于圖線b，下列分析正確的是________(單選).A．出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)LB．出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動(dòng)記為50次C．圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值(2)小鵬同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于選用的刻度尺量程不夠，于是他在細(xì)線上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記(如圖乙所示)，使得懸點(diǎn)O到A點(diǎn)間的細(xì)線長(zhǎng)度小于刻度尺量程．保持該標(biāo)記以下的細(xì)線長(zhǎng)度不變，通過改變O、A間細(xì)線長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)(OA的長(zhǎng)度控制在刻度尺的量程以內(nèi)).測(cè)出了幾組OA長(zhǎng)度和對(duì)應(yīng)的周期T的數(shù)據(jù)，做出T2-lOA的圖像，如圖丙所示，則重力加速度可以表示為g＝________(用l1、l2、T1、T2表示).第59練用單擺測(cè)量重力加速度的大小1．答案：（1）ACEG（2）②（3）9.86（4）T＝2πeq\r(\f(l,g))是單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式．當(dāng)擺角較小時(shí)才可以將單擺的運(yùn)動(dòng)視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)解析：（1）單擺的擺長(zhǎng)不可伸長(zhǎng)，為減小空氣阻力的影響和實(shí)驗(yàn)誤差，先選用長(zhǎng)約1m的細(xì)線，直徑約2cm的鐵球，要用米尺測(cè)量擺長(zhǎng)，停表測(cè)量周期，故答案為：ACEG.（2）操作不妥當(dāng)?shù)氖洽?單擺的擺長(zhǎng)應(yīng)等于擺線長(zhǎng)度加擺球的半徑．（3）按照（2）的實(shí)驗(yàn)步驟，根據(jù)單擺的周期公式得T＝2πeq\r(\f(l＋r,g))，解得T2＝eq\f(4π2,g)（l＋r），由圖像可知k＝eq\f(4π2,g)＝eq\f(4.0,1)＝4，解得g＝9.86m/s2.（4）公式T＝2πeq\r(\f(l,g))是單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式．當(dāng)擺角較小時(shí)才可以將單擺的運(yùn)動(dòng)視為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)．2．答案：（1）B（2）eq\f(4π2（l2－l1）,Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)))解析：（1）根據(jù)單擺的周期公式T＝2πeq\r(\f(L,g))，其中L＝L線＋r，所以T2＝eq\f(4π2,g)×L，圖甲中，b圖像是準(zhǔn)確無誤的，而出a、c兩種情況的圖的原因：若誤將小球的下端到懸點(diǎn)的距離記為L(zhǎng)，則將L＝r時(shí)，周期為零，那么T2-L圖像有負(fù)的縱截距，故A錯(cuò)誤；若誤將49次全振動(dòng)記為50次，則T的值普遍偏小，且L越大時(shí)，T的偏差更大，所以T2-L圖像比b的斜率小，故B正確；T2-L圖像的斜率k＝eq\f(4π2,g)，c圖像的斜率小，則測(cè)量的g的值較大，故C錯(cuò)誤．（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和單擺的周期公式有：T＝2πeq\r(\f(L0＋lOA,g))，變形得到T2＝eq\f(4π2,g)×lOA＋eq\f(4π2LA,g)，那么T2-lOA圖像的斜率k＝eq\f(4π2,g)＝eq\f(Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))－Teq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)),l2－l1)，解得：g＝/r/