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測(cè)定物體的加速度
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)/和周期7計(jì)算重力加
速度的公式g=*。
(1)如果已知擺球直徑為2.00cm,讓刻度尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn),擺線豎
直下垂,如圖甲所示,那么單擺擺長(zhǎng)是o如果測(cè)定了40次全振動(dòng)
的時(shí)間如圖乙中秒表所示,那么秒表讀數(shù)是So單擺的擺動(dòng)周期是
⑵如果測(cè)得的g值偏小,可能的原因是(填寫代號(hào))。
A.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),忘記了擺球的半徑
B.擺線上端懸點(diǎn)未固定,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增加了
C.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過(guò)早按下
D.實(shí)驗(yàn)中誤將39次全振動(dòng)次數(shù)記為40次
2.將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為〃(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)單擺振動(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的距離L,并通過(guò)改變L而測(cè)出對(duì)應(yīng)的
擺動(dòng)周期T,再以非為縱軸、L為橫軸作出T2-L函數(shù)關(guān)系圖象,那么就可
以通過(guò)此圖象得出小筒的深度〃和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。
(1)如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2-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;
(2)由圖可知,小筒的深度〃=m,當(dāng)?shù)刂亓λ俣萭=in/s2
(萬(wàn)取3.14,g的計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
3.“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑,如圖甲所示,測(cè)出的小球直徑為
(2)實(shí)驗(yàn)中下列做法正確的是;
A.擺線要選擇伸縮性大些的,并且盡可能短一些
B.擺球要選擇質(zhì)量大些、體積小些的
C.拉開(kāi)擺球,在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)
時(shí),此時(shí)間間隔作為單擺周期T的測(cè)量值
D.拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于500釋放擺球,從平衡位置開(kāi)始
計(jì)時(shí),記下擺球做30次全振動(dòng)所用的時(shí)間,,則單擺周期丁=二
(3)實(shí)驗(yàn)中改變擺長(zhǎng)L獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),正確操作后作出的T2-L圖像為
圖乙中圖線口。某同學(xué)誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長(zhǎng)L,其它實(shí)驗(yàn)步
驟均正確,作出的圖線應(yīng)當(dāng)是圖乙中—(選填1、□、□);利用該圖線求
得的重力加速度(選填“大于”、“等于"、“小于”)利用圖線口求得的重
力加速度。
4.某同學(xué)用單擺測(cè)重力加速度。實(shí)驗(yàn)時(shí)改變擺長(zhǎng),測(cè)出幾組擺長(zhǎng)/和對(duì)應(yīng)的
周期T的數(shù)據(jù),作出/-7?圖像,如圖所示。
(1)利用A、3兩點(diǎn)的坐標(biāo)可求得重力加速度g,請(qǐng)寫出重力加速度的表達(dá)式。
(2)本實(shí)驗(yàn)用/-尸圖像計(jì)算重力加速度,是否可以消除因擺球質(zhì)量分布不均
勻而造成的測(cè)量誤差?請(qǐng)說(shuō)明道理。
5.某同學(xué)在“利用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得擺線長(zhǎng)3擺球直
徑為心然后用秒表測(cè)得〃次全振動(dòng)的時(shí)間為f,貝!I:
(1)重力加速度的表達(dá)式疔(用上述符號(hào)表示);
(2)若用最小分度為毫米的刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng)為980.8mm,用20分度的游標(biāo)
卡尺測(cè)得擺球直徑如圖甲,擺球的直徑為o單擺在豎直面內(nèi)擺動(dòng),
用秒表測(cè)出單擺做50次全振動(dòng)所用時(shí)間如圖乙,則上so求得當(dāng)?shù)?/p>
的重力加速度為m/s2?(取兀2=9.86,求得的重力加速度值保留三位
有效數(shù)字);
(3)如果他測(cè)得的#值偏小,可能的原因是0
A.測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊
B.開(kāi)始計(jì)時(shí),秒表過(guò)遲按下
C.懸點(diǎn)未固定,振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng),擺線長(zhǎng)度增加了
6.某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>
(1)實(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
(2)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,
如圖甲所示,秒表的讀數(shù)為So
(3)下表是該同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并做了部分計(jì)算處理。
組次123
擺長(zhǎng)L/cm80.0090.00100.00
50次全振動(dòng)時(shí)間t/s90.095.5100.5
振動(dòng)周期T/s1.801.91
重力加速度g/(m-s-2)9.749.73
請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的r=s,g=
(4)該同學(xué)經(jīng)測(cè)量得到多組擺長(zhǎng)L和對(duì)應(yīng)的周期T,畫(huà)出,L—尸圖線,然后
在圖線上選取/I兩個(gè)點(diǎn),坐標(biāo)如圖乙所示。則當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式8=
7.根據(jù)單擺周期公式T=2(上,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取H?/p>
圖甲所示,將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上,下端系一小鋼球,就做成了單擺。
甲乙
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑,示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為mm;
(2)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法,其中正確的有。(填正確選項(xiàng)序號(hào))
a.擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的,并且盡可能長(zhǎng)一些
b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的
c.為了使擺的周期大一些,以方便測(cè)量,開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球,使擺線相距平
衡位置有較大的角度
d.拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5。,在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),
當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)時(shí),此時(shí)間間隔M即為單擺周期T
e.拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5。,釋放擺球,當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定
后,從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間則單擺
周期T=—
50
8.用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
□對(duì)測(cè)量原理的理解正確的是—。(選填選項(xiàng)前的字母)
A.由g=手,可知,定時(shí),g與/成正比
B.由8=學(xué)=可知,/一定時(shí),g與成反比
C.單擺的振動(dòng)周期T和擺長(zhǎng)/可用實(shí)驗(yàn)測(cè)定,由且=等可算出當(dāng)?shù)氐闹?/p>
力加速度
□若測(cè)量結(jié)果得到的g值偏大,可能是因?yàn)椤猳(選填選項(xiàng)前的字母)
A.組裝單擺時(shí),選擇的擺球質(zhì)量偏大
B.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),將懸線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng)
C.測(cè)量周期時(shí),把〃次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(〃+1)次全振動(dòng)
□下表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并做了部分處理。
組次123456
擺長(zhǎng)Z/cm40.0050.0060.0080.00100.00120.00
50次全振動(dòng)
63.074.077.589.5100.0109.5
時(shí)“S
周期77s1.261.481.551.792.19
周期的平方
1.592.012.403.204.80
r2/s2
請(qǐng)計(jì)算第5組實(shí)驗(yàn)中的『=—s2o
□將上表數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),可得到圖2所示的/-T2圖像,圖線經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原
2
點(diǎn),斜率A=0.25m/s2。由此求得重力加速度g=m/s0(層=9.87,此空
答案保留3位有效數(shù)字)
9.在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)從下列器材中選用最合適的器材(填寫器材前代號(hào))。
A.小鐵球B.小塑料球C.20cm長(zhǎng)的細(xì)線D.100cm長(zhǎng)的細(xì)
線E.手表F.時(shí)鐘G.秒表
(2)若實(shí)驗(yàn)測(cè)得的g值偏大,可能的原因是o
A.擺球的質(zhì)量太大
B.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),僅測(cè)了線長(zhǎng),未加小球半徑
C.測(cè)周期時(shí),把〃次全振動(dòng)誤記為(n+1)次
D.擺球上端未固定牢固,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)(擺長(zhǎng)變長(zhǎng))
(3)某研究性學(xué)習(xí)小組完成教材最后的“單擺的周期和重力加速度定量關(guān)系的
實(shí)驗(yàn)研究”的課題后,對(duì)課題實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn):將單擺與光電門傳感器安裝
在一塊摩擦不計(jì)、足夠大的板上,使板傾斜a角度,讓擺球在板的平面內(nèi)做
小角度擺動(dòng),如圖甲所示。若利用該裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,在保持?jǐn)[
長(zhǎng)不變并測(cè)出其值的前提下,實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有。
若從實(shí)驗(yàn)中得到所測(cè)物理量數(shù)據(jù)的圖線如圖乙所示,若圖像中的縱坐標(biāo)表示
甲乙
10.在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中。
(1)A同學(xué)按如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。甲、乙兩圖是從不同角度對(duì)同一
實(shí)驗(yàn)裝置拍攝所得的效果,甲圖為擺球靜止在平衡位置的情形,乙圖為擺球
振動(dòng)過(guò)程中某一時(shí)刻的情形。根據(jù)圖示,請(qǐng)指出/同學(xué)的實(shí)驗(yàn)裝置或?qū)嶒?yàn)操
作中2個(gè)不正確之處:
□______________
□O
(2)5同學(xué)在探究此實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,依據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)裝置和操作,測(cè)量6種不同
擺長(zhǎng)(/)情況下單擺的振動(dòng)周期(T),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)如下的記錄表格:
次數(shù)123456
擺長(zhǎng)//cm30.0050.0070.0090.00110.00130.00
30次全振動(dòng)的時(shí)間
33.142.647.156.762.668.6
z/s
振動(dòng)周期T/s1.101.421.571.892.092.29
振動(dòng)周期的平方
1.212.022.463.574.375.24
T^/s2
請(qǐng)你將測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)在坐標(biāo)紙上,并作出J"隨/變化的關(guān)系圖像
(3)請(qǐng)你根據(jù)⑵中作出的72隨/變化的關(guān)系圖像,說(shuō)明能否求出實(shí)驗(yàn)所在地
的重力加速度g。若不能,說(shuō)明理由;若能,則寫出相應(yīng)的重力加速度的數(shù)
學(xué)表達(dá)式,并指出所用字母的含義。。
測(cè)定物體的加速度答案
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)/和周期T計(jì)算重力加
速度的公式g=*。
(1)如果已知擺球直徑為2.00cm,讓刻度尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn),擺線豎
直下垂,如圖甲所示,那么單擺擺長(zhǎng)是o如果測(cè)定了40次全振動(dòng)
的時(shí)間如圖乙中秒表所示,那么秒表讀數(shù)是So單擺的擺動(dòng)周期是
甲乙
(2)如果測(cè)得的g值偏小,可能的原因是(填寫代號(hào))。
A.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),忘記了擺球的半徑
B.擺線上端懸點(diǎn)未固定,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增加了
C.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過(guò)早按下
D.實(shí)驗(yàn)中誤將39次全振動(dòng)次數(shù)記為40次
【答案】:87.50cm75.21.88ABC
【解析】:(1)擺線的長(zhǎng)度為單擺自然下垂時(shí)擺線的長(zhǎng)度與擺球的半徑之和,
所以擺長(zhǎng)為刻度尺的讀數(shù)-擺球的半徑,即88.50cm-km=87.50cm
據(jù)秒表的讀數(shù)規(guī)則,圖乙內(nèi)圈示數(shù)或左圖為分鐘示數(shù),即示數(shù)為1分=60秒;
圖乙外圈示數(shù)或右圖示數(shù)為15.2s,所以秒表的示數(shù)為片75.2s,所以單擺的
周期
75.2
T=s=1.88s
N
(2)根據(jù)重力加速度的公式g=%可知:
A.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),忘記了擺球的半徑,則擺長(zhǎng)測(cè)量值偏,則測(cè)得的g值偏小,
選項(xiàng)A正確;
B.擺線上端懸點(diǎn)未固定,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長(zhǎng)度增加了,則測(cè)得的
周期偏大,測(cè)得的g值偏小,選項(xiàng)B正確;
C.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過(guò)早按下,則測(cè)得的周期T偏大,測(cè)得的g值偏小,
選項(xiàng)C正確;
D.實(shí)驗(yàn)中誤將39次全振動(dòng)次數(shù)記為40次,則7偏小,則測(cè)得的g值偏大,
選項(xiàng)D錯(cuò)誤,故選ABC。
2.將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為〃(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)單擺振動(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的距離L并通過(guò)改變L而測(cè)出對(duì)應(yīng)的
擺動(dòng)周期T,再以72為縱軸、L為橫軸作出T2-L函數(shù)關(guān)系圖象,那么就可
以通過(guò)此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。
甲
(I)如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2-L關(guān)系圖象如圖乙所示,那么真正的圖象應(yīng)該是
4、b、C中的;
(2)由圖可知,小筒的深度〃=m,當(dāng)?shù)刂亓λ俣萭=m/s2
(7取3.14,g的計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【答案10.39.86
【解析】:(1)由單擺周期公式
T=2n
得
?=4/j4/h
gg
縱軸截距大于0,圖線應(yīng)為題圖乙中的圖線a;
(2)由圖象的截距得〃=0.3m;由斜率可求得
.4/
47r2___
g=-----=1.2m/s2=7r2m/s2=9.86m/s2
ck——
0.3
3.“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑,如圖甲所示,測(cè)出的小球直徑為
__________mm;
(2)實(shí)驗(yàn)中下列做法正確的是;
A.擺線要選擇伸縮性大些的,并且盡可能短一些
B.擺球要選擇質(zhì)量大些、體積小些的
C.拉開(kāi)擺球,在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)
時(shí),此時(shí)間間隔作為單擺周期T的測(cè)量值
D.拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5。。釋放擺球,從平衡位置開(kāi)始
計(jì)時(shí),記下擺球做30次全振動(dòng)所用的時(shí)間,,則單擺周期T=*
(3)實(shí)驗(yàn)中改變擺長(zhǎng)L獲得多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),正確操作后作出的T2-L圖像為
圖乙中圖線口。某同學(xué)誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長(zhǎng)L,其它實(shí)驗(yàn)步
驟均正確,作出的圖線應(yīng)當(dāng)是圖乙中—(選填」、□、□);利用該圖線求
得的重力加速度(選填“大于”、“等于"、“小于”)利用圖線U求得的重
力加速度。
【答案】:14.5BD□等于
【解析】:(1)10分度的游標(biāo)卡尺精確度為0.1mm,則小球直徑為
d=14mm+5x0.1mm=14.5mm
(2)AB.該實(shí)驗(yàn)中,要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的擺線,長(zhǎng)度要適當(dāng)長(zhǎng)一些;
選擇體積比較小,密度較大的小球,故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.擺球的周期與擺線的長(zhǎng)短有關(guān),與擺角無(wú)關(guān),且拉開(kāi)擺球,使擺線偏
離平衡位置不大于5。,釋放擺球,當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后,從平衡位置開(kāi)始計(jì)
時(shí),要測(cè)量多個(gè)周期的時(shí)間,然后求平均值,故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BDo
(3)某同學(xué)誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長(zhǎng),即擺長(zhǎng)測(cè)短了,即擺長(zhǎng)為
零時(shí)就已出現(xiàn)了振動(dòng)周期,故圖像為口;
由單擺的周期公式可推出函數(shù)為
T2=—(L+^)
g2
可知利用斜率可以準(zhǔn)確求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>
4.某同學(xué)用單擺測(cè)重力加速度。實(shí)驗(yàn)時(shí)改變擺長(zhǎng),測(cè)出幾組擺長(zhǎng)/和對(duì)應(yīng)的
周期T的數(shù)據(jù),作出LT?圖像,如圖所示。
(1)利用A、3兩點(diǎn)的坐標(biāo)可求得重力加速度g,請(qǐng)寫出重力加速度的表達(dá)式。
(2)本實(shí)驗(yàn)用/-72圖像計(jì)算重力加速度,是否可以消除因擺球質(zhì)量分布不均
勻而造成的測(cè)量誤差?請(qǐng)說(shuō)明道理。
【答案】:(1)g=4冏?;(2)可以消除.
【解析】:(1)由周期公式
可得
L=g
4/
由圖像可知
k=g=%一人
4萬(wàn)2心2_邛
代入數(shù)據(jù)可得
T)
g一―邛
(2)通過(guò)第⑴問(wèn)的結(jié)論可以知道,若擺球的質(zhì)量分布不均勻,AT?圖像的斜率
不變,可消除因擺球質(zhì)量分布不均勻而造成的測(cè)量誤差。
5.某同學(xué)在“利用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)得擺線長(zhǎng)L擺球直
徑為d,然后用秒表測(cè)得〃次全振動(dòng)的時(shí)間為f,貝!J:
(1)重力加速度的表達(dá)式葉(用上述符號(hào)表示);
(2)若用最小分度為毫米的刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng)為980.8mm,用20分度的游標(biāo)
卡尺測(cè)得擺球直徑如圖甲,擺球的直徑為。單擺在豎直面內(nèi)擺動(dòng),
用秒表測(cè)出單擺做50次全振動(dòng)所用時(shí)間如圖乙,則片So求得當(dāng)?shù)?/p>
的重力加速度為m/s2o(取兀2=9.86,求得的重力加速度值保留三位
有效數(shù)字);
(3)如果他測(cè)得的g值偏小,可能的原因是o
A.測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊
B.開(kāi)始計(jì)時(shí),秒表過(guò)遲按下
C.懸點(diǎn)未固定,振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng),擺線長(zhǎng)度增加了
【答案】:4兀*(L+])]8.40100.09.76C
【解析】:(1)根據(jù)丁=2兀5,擺長(zhǎng)
l=L+-
2
周期
聯(lián)立解得
4兀2〃2(L+j
(2)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為18mm,游標(biāo)讀數(shù)為0.05x8mm=0.40mm,則小球
的直徑為18.40mm
秒表的小盤讀數(shù)為90s,小盤讀數(shù)為10.0s,則秒表的讀數(shù)
^=100.0s
由=4M(")代入數(shù)據(jù)得
4"。+])4x9.86x502x(0.9808+0.0092)
a9.76m/s
(3)A.根據(jù)丁=2兀
測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊,擺長(zhǎng)測(cè)量值偏大,則重力加速度測(cè)量值偏大,故
A錯(cuò)誤;
B.開(kāi)始計(jì)時(shí),秒表過(guò)遲按下,則測(cè)量的周期偏小,測(cè)量的重力加速度值偏
大,故B錯(cuò)誤;
C.懸點(diǎn)未固定,振動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng),擺線長(zhǎng)度增加了,則測(cè)量的擺長(zhǎng)偏
短,重力加速度測(cè)量值偏小,故c正確,故選C。
6.某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>
(1)實(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
(2)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,
如圖甲所示,秒表的讀數(shù)為So
(3)下表是該同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并做了部分計(jì)算處理。
組次123
擺長(zhǎng)L/cm80.0090.00100.00
50次全振動(dòng)時(shí)間t/s90.095.5100.5
振動(dòng)周期T/s1.801.91
重力加速度g/(m§2)9.749.73
請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的s,g=
(4)該同學(xué)經(jīng)測(cè)量得到多組擺長(zhǎng)L和對(duì)應(yīng)的周期T,畫(huà)出,L—尸圖線,然后
在圖線上選取/、5兩個(gè)點(diǎn),坐標(biāo)如圖乙所示。則當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_(dá)式8=
【答案】:ACF95.12.019.764萬(wàn)?;彳
【解析】:(1)細(xì)線長(zhǎng)度要遠(yuǎn)大于小球直徑;小球需要體積小、質(zhì)量大,所以
選鋼球;為了提高測(cè)量的精確度,選擇毫米刻度尺。故選ACF。
(2)秒表的讀數(shù)為95.1so
(3)周期為
根據(jù)周期公式得
4//
g
代入數(shù)據(jù)得
g=9.76m/s
(4)根據(jù)周期公式得
所以圖像的斜率為
LB_L八_S
裔一北一石
7.根據(jù)單擺周期公式丁=2?!?,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。?/p>
圖甲所示,將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上,下端系一小鋼球,就做成了單擺。
甲乙
(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑,示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為mm;
(2)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法,其中正確的有。(填正確選項(xiàng)序號(hào))
a.擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的,并且盡可能長(zhǎng)一些
b.擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的
c.為了使擺的周期大一些,以方便測(cè)量,開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球,使擺線相距平
衡位置有較大的角度
d.拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5。,在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),
當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)時(shí),此時(shí)間間隔M即為單擺周期T
e.拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5。,釋放擺球,當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定
后,從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間則單擺
周期T=—
50
【答案】:18.7abe
【解析】:(1)按照游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原則測(cè)得小鋼球直徑為
18mm+7x0.1mm=18.7mm
(2)abc.單擺的構(gòu)成條件:細(xì)線質(zhì)量要小,彈性要??;球要選體積小,密度
大的;偏角不超過(guò)5。,ab正確,c錯(cuò)誤。
de.為了減小測(cè)量誤差,要從擺球擺過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí),且需測(cè)量多次全振
動(dòng)所用時(shí)間,然后計(jì)算出一次全振動(dòng)所用的時(shí)間,d錯(cuò)誤,e正確,故選abe。
8.用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
□對(duì)測(cè)量原理的理解正確的是—0(選填選項(xiàng)前的字母)
A.由g=手,可知,T一定時(shí),g與/成正比
B.由g=^,可知,,一定時(shí),g與T?成反比
C.單擺的振動(dòng)周期T和擺長(zhǎng)/可用實(shí)驗(yàn)測(cè)定,由g=*可算出當(dāng)?shù)氐闹?/p>
力加速度
口若測(cè)量結(jié)果得到的g值偏大,可能是因?yàn)椤猳(選填選項(xiàng)前的字母)
A.組裝單擺時(shí),選擇的擺球質(zhì)量偏大
B.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),將懸線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng)
C.測(cè)量周期時(shí),把〃次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(〃+1)次全振動(dòng)
□下表是某同學(xué)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并做了部分處理。
組次123456
擺長(zhǎng)Z/cm40.0050.0060.0080.00100.00120.00
50次全振動(dòng)
63.074.077.589.5100.0109.5
時(shí)z/s
周期77s1.261.481.551.792.19
周期的平方
1.592.012.403.204.80
T2k2
請(qǐng)計(jì)算第5組實(shí)驗(yàn)中的72=s2o
口將上表數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī),可得到圖2所示的/-7"圖像,圖線經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原
點(diǎn),斜率a=0.25m/s2。由此求得重力加速度g=m/s2o(層=9.87,此空
答案保留3位有效數(shù)字)
【解析】:匚由單擺周期公式
『兀]
可得重力加速度且=皆,測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)L與周期T,可以求出重力加速
度,故AB錯(cuò)誤,C正確,故選C。
□由單擺周期公式可得重力加速度g=書(shū)
A.單擺周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān),組裝單擺時(shí),選擇的擺球質(zhì)量偏大不會(huì)導(dǎo)致
g的測(cè)量值偏大,故A錯(cuò)誤;
B.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),將懸線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng),所測(cè)擺長(zhǎng)L偏小,所測(cè)g偏小,
故B錯(cuò)誤;
C.測(cè)量周期時(shí),把〃次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(?+1)次全振動(dòng),所測(cè)周期7偏
小,所測(cè)g偏大,故C正確,故選C。
□由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,完成50次全振動(dòng)需要的時(shí)間為100.0s,則周期T=
2.0s,可得T2=4.00S2O
□由單擺周期公式可得/=條〃,/一72圖像的斜率
4T
k=$
4k
2
解得g=9.87m/so
9.在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,
(1)從下列器材中選用最合適的器材(填寫器材前代號(hào))O
A.小鐵球B.小塑料球C.20cm長(zhǎng)的細(xì)線D.100cm長(zhǎng)的細(xì)
線E.手表F.時(shí)鐘G.秒表
(2)若實(shí)驗(yàn)測(cè)得的g值偏大,可能的原因是o
A.擺球的質(zhì)量太大
B.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),僅測(cè)了線長(zhǎng),未加小球半徑
C.測(cè)周期時(shí),把〃次全振動(dòng)誤記為(n+1)次
D.擺球上端未固定牢固,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)(擺長(zhǎng)變長(zhǎng))
(3)某研究性學(xué)習(xí)小組完成教材最后的“單擺的周期和重力加速度定量關(guān)系的
實(shí)驗(yàn)研究”的課題后,對(duì)課題實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn):將單擺與光電門傳感器安裝
在一塊摩擦不計(jì)、足夠大的板上,使板傾斜a角度,讓擺球在板的平面內(nèi)做
小角度擺動(dòng),如圖甲所示。若利用該裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,在保持?jǐn)[
長(zhǎng)不變并測(cè)出其值的前提下,實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有o
若從實(shí)驗(yàn)中得到所測(cè)物理量數(shù)據(jù)的圖線如圖乙所示,若圖像中的縱坐標(biāo)表示
T2,則橫坐標(biāo)表示。
【答案】:ADGC木板傾角a和單擺振動(dòng)的周期T
sina
【解析】:(l)AB.為了減小空氣阻力產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)誤差,選擇體積小密度大小
球,所以選擇A;
CD.細(xì)線越長(zhǎng),單擺的周期越大,擺動(dòng)越慢,相對(duì)誤差越小,所以細(xì)線選
擇D;
EFG.測(cè)量周期儀器的精度越高,實(shí)驗(yàn)誤差越小,所以選擇G。
故選擇ADGO
(2)根據(jù)
7=2萬(wàn)V-g
T=-
n
解得
4川Ln?
g=~—
A.擺球的質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響,A錯(cuò)誤;
B.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),僅測(cè)了線長(zhǎng),未加小球半徑,L的測(cè)量值偏小,g偏小,B錯(cuò)
誤;
C.測(cè)周期時(shí),把〃次全振動(dòng)誤記為(〃+1)次,”的測(cè)量值偏大,g偏大,C
正確;
D.擺球上端未固定牢固,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)(擺長(zhǎng)變長(zhǎng)),L的測(cè)量值偏小,
g偏小,D錯(cuò)誤,故選C。
(3)根據(jù)單擺的周期公式和牛頓第二定律得
T=2肛區(qū)
mgsina=ma
解得
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