高二【實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度】習(xí)題帶解析

1、【實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度】習(xí)隨堂訓(xùn)練1. 在做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，有人提出以下幾點(diǎn)建議：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. 單擺偏離平衡位置的角度不能太大D. 當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺 振動的周期其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是.解析：單擺實(shí)驗(yàn)的精確度取決于實(shí)驗(yàn)裝置的理嫖化程度及相關(guān)物理量的測量精度.適當(dāng)加大 擺線長度，有利于把擺球看成質(zhì)點(diǎn)，在擺角小于10。的條件下，擺球的空間位置變化較大， 便于觀祭,A對.擺球體積越大，所受空氣阻力越大用質(zhì)相同的擺球其形響越大,B錯(cuò).擺 角應(yīng)小于IOol

2、C對本實(shí)驗(yàn)采用累積法測周期,若僅測一次全振動，由于球過平衡位 JB時(shí)速度較大，難以準(zhǔn)確記錄，且一次全振動的時(shí)間太短，俚然誤差較大，D錯(cuò).答案：AC2. 某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，先測得擺線長為97.50 Cnb擺球直徑為2.00 Cnb然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時(shí)間如圖1一36所示.則：圖 1_3_6該擺擺長為cm,秒表的示數(shù)為；（2）如果他測得的g值偏小，可能的原因是（）A. 測擺線長時(shí)擺線拉得過緊B. 擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了C. 開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過遲按下D. 實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動數(shù)為50次解析：由擺長公式I = U +d2,知

3、1 = 98.50 Cm = 0.985 0 m ,由秒表的讀數(shù)方法，可求 得單擺振動50次所用的時(shí)間t二短針讀數(shù)（S +長針讀數(shù)（切= 3×30s + 9.8s = 99.8 s ,同時(shí)可求得周期T.通過g = r7FI可知8偏小的可能原因有二：一是擺長1的測值偵小.即測值小于實(shí) 際值，可知A錯(cuò)，B正詢；二是周期T的測量值倔大，如開始計(jì)時(shí)時(shí)，過早按下秒表；停 止計(jì)時(shí)時(shí)，過遲按下秒表；誤把n + 1次全振動數(shù)為n次等等.由此可知C、D選項(xiàng)皆錯(cuò)， 故正確答案為B.答案:(1)98.5 99.8 s (2)B3. 在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測得單擺擺角小于5。，完成全振動的時(shí)間

4、為/, 用亳米刻度尺測得擺線長為L9用螺旋測微器測得擺球直徑為d.IIIlIl-0I I I 0I I I5-45圖 1_3_7(1) 用上述物理量的符號寫出重力加速度的一般表達(dá)式g=(2) 從圖1-3-7可知，擺球直徑d的讀數(shù)為InIn.(3) 實(shí)驗(yàn)中有個(gè)同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測得重力加速度的值偏大，其原因可能是()A. 懸點(diǎn)未固定緊，振動中出現(xiàn)松動，使擺線增長了B. 單擺所用擺球質(zhì)量太大C. 把次全振動時(shí)間誤當(dāng)成( + 1)次全振動時(shí)間D. 以擺線長作為擺長來計(jì)算解析：單擺的擺長為I = L七山2 .完成次振動的時(shí)間為/振動的周期T = tn I代入單擺的周期公式 = 2,讀出螺旗測微器的示數(shù)為598

5、0(±000242n2(L+ ,整理可得g=LZ 422(L+f) 均可)；由推導(dǎo)出的公式g = 一 可知I只有C答案正礙.422lL÷2答案：廠亠(2)5.980 (3)C4. 某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方，他仍將 從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長乙通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期7畫出 L-廠圖線，然后在圖線上選取A. B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖138所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù) 處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g=請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將(填“偏大” “偏小”或“相同”)圖 1一38解析：設(shè)擺球

6、重心在球心的正下方X處f則第一次測量時(shí)擺長LXf =L+x I對應(yīng)周期TlLi+xLi+ x=2l第二次測量時(shí)擺長Llf =L2 + x I對應(yīng)周期 = 2 A / l聯(lián)立解得4t2(L LI)42(L - LB)g = :.用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)I則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式為g = : t n - Tin - n實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球盍心就在球心處的情況相同.答案:42(L-LA)n-n相同5. (1)在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖1 -3-9甲、乙所示測量方法正確的是(選填“甲”或“乙”).甲乙圖 1一39(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動 次數(shù),在擺球運(yùn)動最低點(diǎn)的左.右側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻,如圖1一31()所示光 敏電阻與某一自動記錄相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖13 11所示，則該單擺的振動周期為若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則該單擺的周期將(填“變大”.“不變”或“變小”)，圖1一311中的山將(填“變大”、“不變”或“變小”).圖 1一310÷2o t圖 1一311解析：通過R隨f的變化圖象可知.單擺半個(gè)周期的時(shí)間