2019_2020學(xué)年高中物理第一章5學(xué)生實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度練習(xí)（含解析）教科版.docx

5.學(xué)生實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)定重力加速度課時(shí)過(guò)關(guān)能力提升1.在用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,為減小誤差()A.應(yīng)選質(zhì)量小的球做擺球B.先使擺球擺動(dòng)幾次,從擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)C.用停表測(cè)出3050次全振動(dòng)的時(shí)間,計(jì)算出平均周期D.在測(cè)量擺線長(zhǎng)度時(shí),對(duì)安裝好的單擺,要用力拉緊擺線后再測(cè)量解析:擺球應(yīng)選擇質(zhì)量大、體積小的小球,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.開(kāi)始計(jì)時(shí)的起點(diǎn)應(yīng)從平衡位置開(kāi)始,此位置速度大,位置確定,誤差小,選項(xiàng)B正確.計(jì)算周期時(shí),應(yīng)用多個(gè)周期的累加時(shí)間,測(cè)出的時(shí)間誤差小,選項(xiàng)C正確.測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)應(yīng)使擺線自然下垂,不能拉緊,否則測(cè)得擺長(zhǎng)變長(zhǎng),誤差大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:BC2.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,有同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)得的重力加速度的值偏大,其原因可能是()A.懸點(diǎn)未固定緊,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線增長(zhǎng)了B.單擺所用擺球質(zhì)量太大C.把(n+1)次全振動(dòng)的時(shí)間誤當(dāng)成n次全振動(dòng)的時(shí)間D.開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過(guò)遲按下解析:根據(jù)單擺的周期公式T=2lg,有g(shù)=42lT2.擺線長(zhǎng)度增加,振動(dòng)周期變大,而測(cè)得的擺長(zhǎng)偏小,則測(cè)得的重力加速度偏小,故A錯(cuò)誤;單擺的周期與擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān),故對(duì)重力加速度的測(cè)量無(wú)影響,故B錯(cuò)誤;把n+1次全振動(dòng)的時(shí)間誤當(dāng)成n次全振動(dòng)的時(shí)間,周期的測(cè)量值偏大,故重力加速度的測(cè)量值偏小,故C錯(cuò)誤;如果計(jì)時(shí)時(shí),秒表過(guò)遲按下,則周期的測(cè)量值偏小,故重力加速度的測(cè)量值偏大,故D正確.答案:D3.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,操作時(shí),必須注意下面的問(wèn)題.請(qǐng)?jiān)跈M線上填上重要的字詞.A.擺球要選用密度較而直徑較的小球.要選取、且不易伸長(zhǎng)的線.B.在固定擺線上端時(shí)應(yīng)用鐵夾夾緊,不要纏繞,懸點(diǎn)要固定不變,以免在擺動(dòng)過(guò)程中發(fā)生變化.C.擺長(zhǎng)是從到的距離,測(cè)量時(shí)要盡量準(zhǔn)確.D.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制擺角的大小,并且要讓單擺在內(nèi)擺動(dòng).E.測(cè)量單擺周期時(shí),等單擺自由振動(dòng)幾次穩(wěn)定之后,從擺球經(jīng)過(guò)位置開(kāi)始計(jì)時(shí),因?yàn)檫@時(shí)擺球的速度,容易觀察,可以減小誤差.解析:A項(xiàng)操作的目的是盡量使擺球運(yùn)動(dòng)時(shí)接近理解中的單擺;B項(xiàng)操作的目的是盡量保證擺長(zhǎng)在振動(dòng)過(guò)程中保持不變;C項(xiàng)強(qiáng)調(diào)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)不要將擺球的半徑漏掉;D項(xiàng)操作的目的是防止擺球做圓錐擺運(yùn)動(dòng),要求釋放擺球時(shí)既不能使擺球旋轉(zhuǎn),又不能給它初速度.E項(xiàng)操作的目的是保證測(cè)單擺振動(dòng)周期時(shí)既方便觀察、方便記錄全振動(dòng)次數(shù),又能減小計(jì)時(shí)誤差.答案:A.大小細(xì)質(zhì)量小B.擺長(zhǎng)C.擺線懸點(diǎn)擺球球心D.豎直平面E.平衡最大4.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中:(1)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí),若正確測(cè)出懸線長(zhǎng)l和擺球直徑d,則擺長(zhǎng)為.(2)測(cè)周期時(shí),當(dāng)擺球經(jīng)過(guò)位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)1次,測(cè)出經(jīng)過(guò)該位置n次(約60100次)的時(shí)間為t,則周期為.解析:(1)單擺的擺長(zhǎng)是指懸線長(zhǎng)加上小球的半徑,即為l+d2;(2)測(cè)定周期時(shí),擺球在最低處的平衡位置速度最大,因此應(yīng)從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),以減小實(shí)驗(yàn)誤差.若從小球經(jīng)過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)n次,則小球完成了n-12個(gè)全振動(dòng),故其周期為T(mén)=tn-12=2tn-1.答案:(1)l+d2(2)平衡2tn-15.根據(jù)單擺周期公式T=2lg,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?如圖甲所示,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(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.乙(2)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法,其中正確的有.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t即為單擺周期Te.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t,則單擺周期T=t50解析:(1)先從主尺讀出整數(shù)部分刻度為18mm,然后從游標(biāo)尺讀出小數(shù)部分刻度為0.6mm,所以小鋼球直徑為18.6mm.(2)在該實(shí)驗(yàn)中,擺球的擺角不要太大,偏離平衡位置不大于5,c項(xiàng)錯(cuò)誤;為了盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差,擺球應(yīng)該選擇質(zhì)量大、體積小的小球;擺線要選擇質(zhì)量小、不易伸長(zhǎng)、長(zhǎng)度大一些的細(xì)繩;擺球擺動(dòng)穩(wěn)定后,從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),擺球兩次經(jīng)過(guò)平衡位置為一次全振動(dòng),d項(xiàng)錯(cuò)誤.a、b、e三項(xiàng)正確.答案:(1)18.6(2)abe6.有兩個(gè)同學(xué)利用假期分別去參觀北大和南大的物理實(shí)驗(yàn)室,各自在那里利用先進(jìn)的DIS系統(tǒng)較準(zhǔn)確地探究了“單擺的周期T與擺長(zhǎng)l的關(guān)系”,他們通過(guò)校園網(wǎng)交換實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并由計(jì)算機(jī)繪制了T2-l圖像,如圖甲所示.去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是(選填“A”或“B”).另外,在南大做探究的同學(xué)還利用計(jì)算機(jī)繪制了兩種單擺的振動(dòng)圖像(如圖乙),由圖可知,兩單擺擺長(zhǎng)之比lalb=_.解析:由單擺周期公式可得g=42lT2,北大所在地的重力加速度較大,所以去北大的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)應(yīng)的圖線是B;由題圖乙可知,Ta=43s,Tb=2s,根據(jù)T=2lg,可得lalb=49.答案:B497.在利用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)測(cè)出了多組擺長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)周期,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出的T2-l關(guān)系圖像如圖所示.(1)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤可能是.(2)雖然實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)了錯(cuò)誤,但根據(jù)圖像中的數(shù)據(jù),仍可準(zhǔn)確算出重力加速度,其值為m/s2.解析:(