新教材2024-2025學(xué)年高中物理第2章機(jī)械振動第4節(jié)科學(xué)測量用單擺測量重力加速度分層作業(yè)魯科版選擇性必修第一冊

第4節(jié)科學(xué)測量:用單擺測量重力加速度A級必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.利用單擺測重力加速度時,若測得g值偏大,則可能是因?yàn)?)A.單擺的擺球質(zhì)量偏大B.測量擺長時,只考慮了懸線長,忽視了小球的半徑C.測量周期時,把n次全振動誤認(rèn)為是(n+1)次全振動D.測量周期時,把n次全振動誤認(rèn)為是(n-1)次全振動2.在“用單擺測量重力加速度”的試驗(yàn)中,有如下器材供選用,請把應(yīng)選用的器材填在橫線上(填選項前的字母)。

A.1m長的粗繩B.1m長的細(xì)線C.半徑為1cm的小木球D.半徑為1cm的小鉛球E.時鐘F.停表G.分度值為1mm的米尺H.分度值為1cm的米尺I.鐵架臺J.附砝碼的天平3.(2024黑龍江大慶鐵人中學(xué)高二期末改編)(1)在做“用單擺測定重力加速度”的試驗(yàn)中,提出如下建議,其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是。(填選項前的字母)

A.適當(dāng)加長擺線B.質(zhì)量相同、體積不同的擺球,應(yīng)選用體積較大的C.擺球釋放前拉離平衡位置的角度盡量大些D.當(dāng)單擺經(jīng)過最高位置時起先計時(2)已知三位同學(xué)作出的T2-l圖線如圖中的a、b、c所示,其中a和b平行,a和c都過原點(diǎn),圖線a是操作無誤得到的圖像,則相對于圖線b、c,下列分析正確的是。(填選項前的字母)

A.出現(xiàn)圖線b的緣由可能是遺忘把擺球半徑計入擺長lB.出現(xiàn)圖線b的緣由可能是擺球直徑加繩長得到擺長lC.出現(xiàn)圖線c的緣由可能是誤將49次全振動記為50次D.圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值B級關(guān)鍵實(shí)力提升練4.(2024天津南開模擬改編)小明利用如圖甲所示的單擺測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取＜?1)為了更精確測量擺長,小明用10分度的游標(biāo)卡尺測量擺球直徑如圖乙所示,擺球直徑為mm。利用刻度尺測得擺線長為97.10cm,則該單擺的擺長l=cm。若他用停表記錄下單擺50次全振動所用時間,由圖丙可知該次試驗(yàn)中50次全振動所用時間為s。

乙丙(2)通過變更擺長,小明測出多組擺長l和周期T的數(shù)據(jù),作出T2-l圖線如圖丁所示,則由圖中數(shù)據(jù)計算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=。(用l1、l2、T1、T2表示)

丁5.將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開口向下的小筒中(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小角度后由靜止釋放,設(shè)單擺搖擺過程中懸線不會遇到筒壁,假如本試驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心的距離l,并通過變更l而測出對應(yīng)的搖擺周期T,再以T2為縱軸、l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖像,那么就可以通過此圖像得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。(1)現(xiàn)有如下測量工具:A.時鐘;B.停表;C.天平;D.毫米刻度尺。本試驗(yàn)所需的測量工具有。(填可選擇的工具前的字母)

(2)假如試驗(yàn)中所得到的T2-l關(guān)系圖像如圖乙所示,那么真正的圖像應(yīng)當(dāng)是a、b、c中的。

(3)依據(jù)圖像求小筒的深度和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮　?π取3.14)參考答案第4節(jié)科學(xué)測量:用單擺測量重力加速度1.C由單擺周期公式知T=2πl(wèi)g,得g=4π2lT2,而2.答案BDFGI3.解析(1)適當(dāng)加長擺線,有利于把擺球看成質(zhì)點(diǎn),在擺角小于5°的條件下,擺球的空間位置變更較大,便于視察,故A正確;要減小空氣阻力的影響,應(yīng)選體積較小的擺球,故B錯誤;單擺在擺角很小的狀況下才做簡諧運(yùn)動,則單擺偏離平衡位置的角度不能太大,一般不超過5°,故C錯誤;為了提高測量單擺周期的精確性,需在單擺的速度最大時,即經(jīng)過最低位置起先計時,故D錯誤。(2)由周期公式T=2πl(wèi)g可知T2=4π2gl,依據(jù)數(shù)學(xué)學(xué)問可知,T2-l圖像的斜率k=4π2g,解得g=4π2k,若試驗(yàn)時,遺忘把擺球半徑計入擺長l,則T2=4π2g(l+r)=4π2gl+4π2gr,則圖線的斜率與a平行,縱軸截距為正值,故A錯誤;若試驗(yàn)時,由擺球直徑加繩長得到擺長l,則T2=4π2g(l-r)=4π2gl-4π2答案(1)A(2)BC4.解析(1)擺球直徑為d=20mm+6×0.1mm=20.6mm單擺的擺長為l=97.10cm+20.6×10該次試驗(yàn)中50次全振動所用時間為t=60s+39.7s=99.7s。(2)單擺周期T=2πl(wèi)整理得T2=4π圖線的斜率為k=T當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間=4π答案(1)20.698.1399.7(2)45.解析(1)測量筒的下端口到擺球球心之間的距離l要用到毫米刻度尺,測單擺的周期須要用停表,所以測量工具選B、D。(2)擺線在筒內(nèi)部分的長度為h,由T=2πl(wèi)+hg得,T2=4π2gl+4π2g(3)由T