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1、30 第课时 实验：探究单摆的运动、 用单摆测定重力加速度 1. 在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议， 其中对提高测量结果精确度不利的是（D ） A. 适当加长摆线 B. 质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的 C. 单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用 此时间间隔作为单摆振动的周期 解析：当适当加长摆线时，单摆的周期将增大，故可以减小周期测量的 相对误差，选项 A 正确；质量相同，体积越大的摆球，所受的阻力对其 做单摆运动影响越大，选项 B 正确；单摆偏离平衡位置的角度不能太 大，选项 C 正确；选项 D
2、 中，会增大周期测量的误差，选项 D 错误. 2. （2012 北京海淀区测试）某同学做“用单摆测定重力加速度”的实 验时,测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度的实际值 . 造成这一情况的可能原因是（B ） A. 测量摆长时，把悬挂状态的摆线长当成摆长 B. 测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表，此后摆球第 30 次通 过平衡位置时制动秒表，读出经历的时间为 t,并由计算式 T求得周课后巩固训练 对点训练知能 达标 C. 开始摆动时振幅过小 D. 所用摆球的质量过大 解析：由 T=2n 得 g= l , g 值偏大说明 I 偏大或 T 偏小.把悬挂状态 的摆线长当成摆长，会使 I
3、偏小,g 值偏小，选项 A 错误；摆球第 30 次 通过平衡位置时，实际上共完成 15 次全振动,周期 T=,误认为 30 次 全振动,T变小引起 g 值明显偏大，选项 B 正确；单摆周期与振幅和摆 球质量无关，选项 C、D 错误. 测量步骤分析. 3. （2012 石家庄月考）石岩同学利用单摆测重力加速度，他用分度值为 毫米的直尺测得摆线长为 89.40 cm,用游标卡尺测得摆球直径如图 （甲）所示，读数为 _ .则该单摆的摆长为 _ cm.用停表 记录单摆做 30 次全振动所用的时间如图（乙）所示,则停表读数为 s,如果测得的 g 值偏大,可能的原因是 _ （填序号）. A. 计算摆长时用
4、的是摆球的直径 B. 开始计时时,停表晚按下 教师 总结 分析的0 5 10 15 20 C. 摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加 D. 实验中误将 30 次全振动记为 31 次 解析：题图中游标卡尺的读数为 2 cm+1OX 0.05 mm=2.050 cm,摆长为 l=l+= （89.40+1.025 ） cm=90.425 cm 停表的读数为 57.0 s;因 g= 二.，如果测得的 g 值偏大，可能是因为 l , n 偏大，t 偏小, 2 T 选项A B、D 正确. 答案:2.050 cm 90.425 57.0 ABD 4. （2013 德阳模拟） 有位同学想知道
5、家中一把小铁锁的重心位置，做了 如下实验：把一根轻细线的一端系在小铁锁上 ，将其悬挂起来，如图 （甲）所示,近似将其当作单摆处理.先用米尺量出悬点到小铁锁下端 的距离 L,然后将小铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放 ，测出其 30 次全振动的时间，算出振动周期 T.多次改变悬线长并重复上面操 作,得到多组 L、T 的数据，作出 LT2图像如图（乙）所示.则可知小铁锁 的重心到其下端的距离为 _ cm;同时可测得当地重力加速度大 小为 _ m/s2. 解析：设铁锁的重心到其下端的距离为 d,则 T=2n ,化简整理得 L二d+ T2,所以 LT2图像在纵轴上的截距为 d,其斜率为,结合题图可
6、0.24 m/s 2, g9.5 m/s 2,所以小铁锁的重心到 d=1.0 cm 其下端的距离为 1.0 cm 同时可测得当地重力加速度大小为 9.5 m/s2. 答案:1.0 9.5 5. （2012 年天津卷）某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素. （1） 他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢 摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧 ，如图所示.这样做的目的是 （填字母代号）. A. 保证摆动过程中摆长不变 B. 可使周期测量得更加准确 C. 需要改变摆长时便于调节 D. 保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2) 他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下 ，用毫米刻度尺从悬点
7、 量到摆球的最低端的长度 L=0.999 0 m,再用游标卡尺测量摆球直径， 结果如图所示，则该摆球的直径为 _ mm 单摆摆长为 m. 111 111 i r i 1 Illi 匚cm 1 1 1 1 1 T 1 1 1 10 (3) 下列振动图像真实地描述了对摆长约为 1 m 的单摆进行周期测量 的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始,A、B、C 均为 30 次 全振动的图像，已知 sin 5 0.087,sin 15 0.26,这四种操作过程合 乎实验要求且误差最小的是 _ (填字母代号). 解析：(1)橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变 ，从而保证摆 长不变,同时又便于调节摆长，选项 A、C 正确;(2)根据游标卡尺读数 规则可得摆球直径为 d=12 mm+0.1 mnX)=12.0 mm,则单摆摆长为 Lo=L-d/2=0.993 0 m (注意统一单位);(3)单摆摆角不超过 5故振幅 应小于 8.7 cm,选项 C、D 错误；为了减小实验误差，计时位置应从最 低点(即速度最大位置)开始,故选项 A 的操作符合要求. 答案:(1)AC (2)12.0 0.993 0 (3)A