8.利用單擺測重力加速度實驗

1、8.利用單擺測重力加速度實驗1.(2015順義一模)(2)利用單擺測當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛欣糜螛丝ǔ邷y得金屬小球直徑如下圖所示，小球直徑d = cm某同學測量數(shù)據(jù)如下表，請在下圖中畫出LT2圖像/0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80T2/s2L/m1.00.50123451.5由圖像可得重力加速度g = m/s2(保留三位有效數(shù)字)0000ABCDT2T2某同學在實驗過程中，擺長沒有加小球的半徑，其它操作無誤,那么他得到的實驗圖像可能是下列圖像中的2.(2013石景山一模)21(18分)(1)某同學在“用單擺測定重力加速度”的實

2、驗中，通過測量單擺擺長L，利用秒表記錄該單擺50次全振動所用的時間并求出周期T，根據(jù)單擺周期公式計算出重力加速度g。如果該同學用秒表記錄的時間如圖所示，則秒表的示數(shù)為 s；如果該同學測得的g值偏大，可能的原因是A. 測擺線長時擺線拉得過緊B. 開始計時時，秒表按下稍晚C. 實驗中將51次全振動誤記為50次D. 擺線上端未牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了如果某同學在實驗時，用的擺球質(zhì)量分布不均勻，無法確定其重心位置。他第一次量得懸線長為L1(不計擺球半徑)，測得周期為T1：第二次量得懸線長為L2，測得周期為T2。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，可求得g值為3.(2015朝陽一模)(2)某同學利用單

3、擺測定當?shù)氐闹亓铀俣?。實驗室已?jīng)提供的器材有：鐵架臺、夾子、秒表、游標卡尺。除此之外，還需要的器材有_。A. 長度約為1m的細線B. 長度約為30cm的細線C. 直徑約為2cm的鋼球D. 直徑約為2cm的木球E最小刻度為1cm的直尺F最小刻度為1mm的直尺該同學在測量單擺的周期時，他用秒表記下了單擺做50次全振動的時間，如圖乙所示，秒表的讀數(shù)為_s。 乙 丙該同學經(jīng)測量得到6組擺長L和對應的周期T，畫出L-T2圖線，然后在圖線上選取A. B兩個點，坐標如圖丙所示。則當?shù)刂亓铀俣鹊谋磉_式g=_。處理完數(shù)據(jù)后，該同學發(fā)現(xiàn)在計算擺長時用的是擺線長度而未計入小球的半徑，這樣_(選填“影響”或“不影

4、響”)重力加速度的計算。該同學做完實驗后，為使重力加速度的測量結(jié)果更加準確，他認為：A. 在擺球運動的過程中，必須保證懸點固定B. 擺線偏離平衡位置的角度不能太大C. 用精度更高的游標卡尺測量擺球的直徑D. 測量周期時應該從擺球運動到最高點時開始計時其中合理的有_。該同學在做完實驗后，繼續(xù)思考測量重力加速度的其它方法。請你展開想像的翅膀，再設計一個方案測量重力加速度。(簡要說明需要的器材以及測量方法)_4.(2014海淀一模)(2)甲乙兩個學習小組分別利用單擺測量重力加速度。甲組同學采用圖甲所示的實驗裝置。A. 為比較準確地測量出當?shù)刂亓铀俣鹊臄?shù)值，除秒表外，在下列器材中，還應該選用 ；(用

5、器材前的字母表示)a長度接近1m的細繩b.長度為30cm左右的細繩c直徑為1.8cm的塑料球d直徑為1.8cm的鐵球e最小刻度為1cm的米尺f最小刻度為1mm的米尺v/cm·s-1t/s00.52.51.01.52.010-103.0丙B. 該組同學先測出懸點到小球球心的距離L，然后用秒表測出單擺完成n次全振動所用的時間t。請寫出重力加速度的表達式g= 。(用所測物理量表示)C. 在測量擺長后，測量周期時，擺球振動過程中懸點O處擺線的固定出現(xiàn)松動，擺長略微變長，這將會導致所測重力加速度的數(shù)值 。(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)乙組同學在圖甲所示裝置的基礎上再增加一個速度傳感器，如

6、圖乙所示。將擺球拉開一小角度使其做簡諧運動，速度傳感器記錄了擺球振動過程中速度隨時間變化的關(guān)系，如圖丙所示的v-t圖線。A. 由圖丙可知，該單擺的周期T= s；B. 更換擺線長度后，多次測量，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，利用計算機作出T2-L(周期平方-擺長)圖線，并根據(jù)圖線擬合得到方程T24.04L0.035。由此可以得出當?shù)氐闹亓铀俣萭 m/s2。(取29.86，結(jié)果保留3位有效數(shù)字)5.(2013海淀一模)(18分)圖6(1)某同學在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，需要用秒表測出單擺振動n次所需要的時間。在某次實驗中，當擺球通過最低點開始計時，同時計數(shù)為“0”，下次擺球回到最低點時計數(shù)為“1”，當

7、計數(shù)到“100”時停止計時，此時秒表記錄的時間如圖6所示，由圖可讀出時間為 s，可知單擺的振動周期為 s。6.(2013大興一模)(18分)(1)在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：用主尺最小分度為1mm，游標上有20個分度的卡尺測量金屬球的直徑，結(jié)果如圖14所示，可以讀出此金屬球的直徑為mm；在利用單擺測重力加速度的實驗中，測出擺長L與周期T，可算出重力加速度的表達式為7.(2013東城二模)實驗題：(1)在用“單擺測重力加速度”的實驗中：某同學在實驗中測得的小球直徑為d，測定了擺線的長度為l，用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間為t，則當?shù)氐闹亓铀俣鹊谋硎臼綖閳D1012345678910

8、01023420100 cmg= (用d、l、n、t表示)。若該同學用游標卡尺測定了小球的直徑，如圖1所示，則小球直徑為 cm；為了盡可能減小實驗誤差，下述操作中可行的是 。A. 擺線偏離豎直方向的最大擺角小于5°B. 當小球通過平衡位置時開始計時C. 讓小球盡可能在同一豎直面內(nèi)擺動D. 減小擺球的質(zhì)量8.(2013西城二模)(2)某同學用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣萭。如圖2所示，用游標卡尺測擺球直徑。擺球直徑d= mm。23401020圖201020 0mm1cm234231 cm實驗操作步驟如下：A. 取一根細線，下端系住一個金屬小球，上端固定在鐵架臺上；B. 用米尺(最小刻度為1

9、mm)測得擺線長l；C. 在擺線偏離豎直方向較小夾角的位置由靜止釋放小球；D. 用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間t，得到周期T=t/n；E.改變擺線長，重復B. C. D的操作。該同學采用兩種方法處理實驗數(shù)據(jù)。第一種方法：根據(jù)每一組T和l，利用求出多組g值，然后計算g值的平均值，求得當?shù)氐闹亓铀俣萭。第二種方法：根據(jù)每一組T和l，在圖3中描點，然后連線；根據(jù)圖線的斜率，求出當?shù)氐闹亓铀俣萭。a.如果實驗中測量擺線長l和單擺周期T的偶然誤差都比較小，那么，第一種方法求出的重力加速度 當?shù)氐闹亓铀俣?選填“大于”、“等于”或“小于”)；b.根據(jù)該同學在圖3中描出的點，請在圖3中描繪出T2

10、-l圖線；c.該同學從圖3中求出圖線斜率k，則重力加速度g與斜率k的901101201301001404.05.04.55.56.03.5圖3關(guān)系式為g= ；代入數(shù)據(jù)求得g= m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。 T2/s2l/cm9.(2015東城高三期末)(6分)實驗小組的同學做“用單擺測重力加速度”的實驗。實驗前他們根據(jù)單擺周期公式導出了重力加速度的表達式，其中L表示擺長，T表示周期。對于此式的理解，四位同學說出了自己的觀點：同學甲：T一定時，g與L成正比同學乙：L一定時，g與T2成反比同學丙：L變化時，T2是不變的同學?。篖變化時，L與T2的比值是定值其中觀點正確的是同學 (選填“甲”、

11、“乙”、“丙”、“丁”)。實驗室有如下器材可供選用：第14題圖 A. 長約1m的細線B. 長約1m的橡皮繩C. 直徑約2cm的均勻鐵球D. 直徑約5cm的均勻木球E秒表F時鐘G最小刻度為毫米的米尺實驗小組的同學選用了最小刻度為毫米的米尺，他們還需要從上述器材中選擇： (填寫器材前面的字母)。他們將符合實驗要求的單擺懸掛在鐵架臺上，將其上端固定，下端自由下垂(如圖所示)。用刻度尺測量懸點到 之間的距離記為單擺的擺長L。在小球平穩(wěn)擺動后，他們記錄小球完成n次全振動的總時間t，則單擺的周期T= 。如果實驗得到的結(jié)果是g=10.29m/s2，比當?shù)氐闹亓铀俣戎荡?，分析可能是哪些不當?shù)膶嶋H操作造成這種

12、結(jié)果，并寫出其中一種： 。10.(2013石景山高三期末)(1)(10分)某同學在“用單擺測定重力加速度”的實驗中進行了如下的操作：L/mT2/s2O圖甲圖乙甲圖丙甲圖13用游標上有10個小格的游標卡尺測量擺球直徑如圖13(甲)所示，擺球直徑為_cm 。把擺球用細線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長，通過計算得到擺長L。用秒表測量單擺的周期。當單擺擺動穩(wěn)定且到達最低點時開始計時并記為n =0，單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù)，當數(shù)到n =60時秒表的示數(shù)如圖13(乙)所示，該單擺的周期是T=_s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。測量出多組周期T、擺長L數(shù)值后，畫出T2L 圖象如圖13(丙)，此圖線斜率的物理意義是A.

13、 B. C. D. 與重力加速度的真實值比較，發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果偏大，分析原因可能是A. 振幅偏小B. 在單擺未懸掛之前先測定其擺長C. 將擺線長當成了擺長D. 開始計時誤記為n=1該小組的另一同學沒有使用游標卡尺也測出了重力加速度。他采用的方法是：先測出一擺線較長的單擺的振動周期T1，然后把擺線縮短適當?shù)拈L度，再測出其振動周期T2。用該同學測出的物理量表達重力加速度為=_。(2)(8分)有一個小燈泡上標有“4.8V 2W”的字樣，現(xiàn)在測定小燈泡在不同電壓下的電功率，并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U 2的關(guān)系曲線。有下列器材可供選用：圖13 （?。〢. 電壓表V1(03V，內(nèi)阻3k)B.

14、電壓表V2(015V，內(nèi)阻15k)C. 電流表A(00.6A，內(nèi)阻約1)D. 定值電阻R13kE定值電阻R215kF滑動變阻器R(10，2A)G學生電源(直流6V，內(nèi)阻不計)H開關(guān)、導線若干為了使測量結(jié)果更加準確，實驗中所用電壓表應選用 ，定值電阻應選用 ，從而改裝電壓表；為減小實驗誤差，并要求從零開始多測幾組數(shù)據(jù)，請在圖13(丁)的方框內(nèi)畫出滿足實驗要求的電路圖；根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出P-U2圖象，下面的四個圖象中可能正確的是 。6P/WU2/V2O12180.5241.01.52.0BC6P/WU2/V2O12180.5241.01.52.06P/WU2/V2O12180.5241.01.52.

15、0A6P/WU2/V2O12180.5241.01.52.0D11.(2013朝陽高三期末)(6分)在一次“用單擺測定重力加速度”的實驗中，圖甲中的O點是擺線的懸點，a、b兩點分別是擺球的上沿和下沿，則該單擺的擺長l=_m。乙圖為測量周期用的秒表，長針轉(zhuǎn)一周的時間為30s，表盤上部的小圓共30個小格，每小格30s。該單擺全振動n=50次時，表盤指針的位置如圖乙所示，所用時間t=_s。用以上直接測量的物理量的符號表示重力加速度的計算式g=_(不必代入具體數(shù)值)。cm甲乙abO8.利用單擺測重力加速度實驗1.(2) 2.26g= 9.86 m/s2 B2.(1)99.8AB B二、實驗題(每題分，

16、計分)3.(2)ACF(2分)95.1(2分)(2分)不影響(2分)AB(2分)【方案一】需要的器材有：質(zhì)量已知的鉤碼、測力計。測量方法：已知鉤碼的質(zhì)量m，再用測力計測出其重力G，則可求出重力加速度。【方案二】需要的器材有：鐵架臺、打點計時器及相應的電源、導線、紙帶、刻度尺、重錘。測量方法：讓重錘拖著紙帶做自由落體運動，通過打點計時器在紙帶上記錄的信息可求得重力加速度。(4分)4.(2)(共12分)A. adf (3分)B. (3分)C. 偏小(2分)A. 2.0(2分)B. 9.76(2分)5.(18分)圖290.00110.00120.00l/cmT2/s2130.004.005.004.505.50100.00140.006.003.50(1)101.3s (2分)，2.03s (2分)6.(1)19