《·高三物理X3-4-2实验探究单摆的运动用单摆测定重力加速度.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《·高三物理X3-4-2实验探究单摆的运动用单摆测定重力加速度.ppt（52页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、(对应学生用书P234) 一、实验目的 1学会用单摆测定当地的重力加速度 2能正确熟练地使用秒表,四、实验步骤 1做单摆(如图所示)：(1)取长约1 m的细丝线穿过带孔的小钢球，打一个比孔略大一些的结，做成单摆；(2)把线的上端用铁夹固定在铁架台的支架上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记,六、误差分析,七、注意事项 1所用实验器材应符合要求，即摆线应选择轻、细且不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选择密度较大的实心金属球，球的直径应较小，一般不超过2 cm. 2单摆的悬线上端应该用铁夹夹住，不可随意卷在铁夹的横杆上，以免摆动过程中发生摆线
2、松动、摆长改变的现象,3启动摆时，应注意控制摆线偏离竖直方向夹角小于10. 4摆球摆动时，要确保在同一竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆 5计量单摆的全振动次数时，应从摆球经过最低位置时开始计时，在数零的同时按下秒表，开始计数,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,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量到摆球的最低端的长度L0.9990 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图
3、所示，则该摆球的直径_mm，单摆摆长为_m.,下列振动图象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次全振动的图象，已知sin50.087，sin150.26，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),测30次全振动所用时间，计时起点选在平衡位置，易于观察且测量数据准确，B错误；单摆的摆角要求在10以内，单摆的振幅Alsin(为单摆摆角)，当5时，Alsin58.6 cm，A选项振幅为8 cm，摆角在5以内，A正确；当摆角为15时，Alsin1526 cm，CD摆角都在15以上，CD错误 答案 AC 12.0 0
4、.9930 A,第问中，把L看成是悬线的长度导致出错；第问中不能找出单摆振幅与摆长、摆角的关系，从而无法判断选项的正误.,(1)如果已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图(甲)所示，那么单摆摆长是_m，如果测定了40次全振动的时间如图(乙)中秒表所示，那么秒表读数是_s单摆的振动周期是_s.,(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是_(填写代号) A测摆长时，忘记了摆球的半径 B摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C开始计时时，秒表过早按下 D实验中误将39次全振动次数记为40次,(3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期
5、，记录表格如下： 以l为横坐标、T2为纵坐标，作出T2l图线，并利用此图线求重力加速度g.,答案 (1)0.8740 75.2 1.88 (2)ABC (3)图见尝试解答 9.86 m/s2,(1)本题以用单摆测定重力加速度的相关知识为依托，着重考查对实验原理的理解能力和利用图象分析实验数据的能力 (2)用斜率求g时，所选两点的间距要尽量大一些.,图中磁传感器的引出端A应接到_使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_(地磁场和磁传感器的影响可忽略) (2)多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应
6、的周期T.此后，分别取L和T的对数，所得到的lgTlgL图线为_(填“直线”“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g_.,本题考查单摆测重力加速度的原理、电磁感应现象的产生，并考查了考生的推理能力、分析综合能力，及运用数学知识处理物理问题的能力，难度较大,(对应学生用书P236) 1(2011福建高考)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中： (1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为_cm.,2(2012宝山模拟)如图为用单摆测重力加速度的实验,(1)为了减小误差，下列措施正确的是 ( ) A摆长L应为线长与摆球半
7、径的和，且在20 cm左右 B在摆线上端的悬点处，用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线 C在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线 D计时起点和终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间 (2)某同学正确操作，得到了摆长L和n次全振动的时间t，由此可知这个单摆的周期T_，当地的重力加速度g_.,解析 (1)选B、C.摆长应为摆线长加上摆球的半径，摆长在1 m左右为宜，A错；为使实验过程中摆长不变，悬点处用开有夹缝的橡皮塞夹牢摆线，B对；在铁架台的竖直杆上固定一个标志物，且尽量使标志物靠近摆线可减小计时误差，C对；计时起点与终点应在平衡位置，因为此位置摆球速度大，计时误差小，D错,3
8、(2012湖北七市)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中， (1)以下对实验的几点建议中，有利于提高测量结果精确度的是_ A实验中适当加长摆线 B单摆偏离平衡位置的角度不能太大 C当单摆经过最大位置时开始计时 D测量多组周期T和摆长L，作LT2关系图象来处理数据,(2)某同学在正确操作和测量的情况下，测得多组摆长L和对应的周期T，画出LT2图线，如右图所示出现这一结果最可能的原因是：摆球重心不在球心处，而是在球心的正_方(选填“上”或“下”),为了使得到的实验结果不受摆球重心位置无法准确确定的影响，他采用恰当的数据处理方法：在图线上选取A、B两个点，找出两点相应的横纵坐标，如图所示用表达式g_
9、计算重力加速度，此结果即与摆球重心就在球心处的情况一样 解析 (1)当单摆经过平衡位置时开始计时能提高测量的精确度，C错误 (2)作一条过原点的与AB线平行的直线，所作的直线就是准确测量摆长时所对应的图线,5某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，先测得摆线长7850 cm，摆球直径2.0 cm.然后将一个力电传感器接到计算机上，实验中测量快速变化的力，悬线上拉力F的大小随时间t的变化曲线如图所示,(1)该摆摆长为_cm. (2)该摆摆动周期为_s. (3)测得当地重力加速度g的值为_m/s2. (4)如果测得g值偏小，可能原因是 ( ) A测摆线长时摆线拉得过紧 B摆线上端悬点未固定好，
10、摆动中出现松动 C计算摆长时，忘记了加小球半径 D读单摆周期时，读数偏大,答案 (1)79.50 (2)1.8 (3)9.68 (4)BCD,6(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示测量方法正确的是_(选填“甲”或“乙”),(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图甲所示光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图乙所示，则该单摆的振动周期为_,若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将_(填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的t将_(填“变大”、“不变”或“变小”),解析 (1)游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量，正确的是乙图 (2)一个周期内小球应该两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，故周期为t12t0t12t0；小球的直径变大后，摆长变长，周期变大；使得每次经过最低点的时间变长 答案 (1)乙 (2)2t0 变大 变大,