江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案_第1頁(yè)
江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案_第2頁(yè)
江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案_第3頁(yè)
江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案_第4頁(yè)
江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩17頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案PAGE22-江蘇專用2022版高考物理一輪復(fù)習(xí)第13章振動(dòng)波動(dòng)實(shí)驗(yàn)18用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案實(shí)驗(yàn)十八用單擺測(cè)量重力加速度的大小1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠脝螖[測(cè)量重力加速度的大小.2.實(shí)驗(yàn)原理單擺在擺角很小(小于5°)時(shí)的擺動(dòng),可看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其固有周期T=2πeq\r(\f(l,g)),可得g=eq\f(4π2l,T2),通過實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出擺長(zhǎng)l和周期T,即可計(jì)算得到當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?3.實(shí)驗(yàn)器材帶孔小鋼球一個(gè)、細(xì)線一條(約1m長(zhǎng))、鐵架臺(tái)、米尺、停表、游標(biāo)卡尺(或三角板).4.實(shí)驗(yàn)步驟(1)讓線的一端穿過小球上的小孔,然后打一個(gè)比小孔大一些的線結(jié),做成單擺。(2)把線的上端固定在鐵架臺(tái)的鐵夾上,讓鐵夾伸到桌面以外,讓擺球自然下垂,在單擺平衡位置處做上標(biāo)記。(3)用米尺量出懸線長(zhǎng)l′(準(zhǔn)確到mm),用游標(biāo)卡尺(或米尺和三角板)測(cè)出擺球的直徑d(準(zhǔn)確到mm),然后計(jì)算出懸點(diǎn)到球心的距離l=l′+eq\f(d,2)即為擺長(zhǎng).(4)把單擺從平衡位置拉開一個(gè)很小的角度(不超過5°),然后放開小球讓它擺動(dòng),用停表測(cè)出單擺完成30或50次全振動(dòng)的時(shí)間,計(jì)算出平均完成一次全振動(dòng)的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間就是單擺的振動(dòng)周期。(5)改變擺長(zhǎng)重做幾次。(6)將實(shí)驗(yàn)器材放回原處.5.注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)所用的單擺應(yīng)符合理論要求,即線要細(xì)且彈性要小,擺球用密度和質(zhì)量較大的小球,并且要在擺角不超過5°的情況下進(jìn)行實(shí)驗(yàn).(2)要使單擺在豎直平面內(nèi)振動(dòng),不能使其形成圓錐擺,方法是將擺球拉到一定位置后由靜止釋放.(3)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),擺長(zhǎng)應(yīng)為懸線長(zhǎng)與擺球半徑之和。(4)測(cè)單擺周期時(shí),應(yīng)從擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí),并且采用倒數(shù)到0開始計(jì)時(shí)的方法,4、3、2、1、0、1、2、3…在數(shù)“0”的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。(5)要注意進(jìn)行多次測(cè)量,并取平均值。實(shí)驗(yàn)原理與操作1.適當(dāng)加長(zhǎng)擺線可以使周期大些,減小擺長(zhǎng)與周期的測(cè)量誤差,從而減小實(shí)驗(yàn)誤差。2.?dāng)[線上端需牢固地固定于O點(diǎn),振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺長(zhǎng)變大。3.測(cè)長(zhǎng)度時(shí)用米尺測(cè)出單擺自然下垂時(shí)擺線長(zhǎng)度。[題組訓(xùn)練]1.實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們用如圖所示的裝置做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。(1)測(cè)出懸點(diǎn)O到小球球心的距離(擺長(zhǎng))L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t,則重力加速度g=________(用L、n、t表示)。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)除用到秒表、刻度尺外,還應(yīng)該用到下列器材中的________(選填選項(xiàng)前的字母).A.長(zhǎng)約1m的細(xì)線B.長(zhǎng)約1m的橡皮繩C.直徑約1cm的均勻鐵球D.直徑約10cm的均勻木球(3)選擇好器材,將符合實(shí)驗(yàn)要求的單擺懸掛在鐵架臺(tái)上,應(yīng)采用圖________中所示的固定方式.甲乙(4)某實(shí)驗(yàn)小組組裝單擺時(shí),在擺線上端的懸點(diǎn)處,用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線,再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊,如圖所示。這樣做的目的是________(填字母代號(hào)).A.保證擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)不變B.可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C.需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)(5)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺量得從懸點(diǎn)到擺球的最低端的長(zhǎng)度L=0。9990m,再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑,結(jié)果如圖所示,則該擺球的直徑為________mm。(6)將單擺正確懸掛后進(jìn)行如下操作,其中正確的是________(選填選項(xiàng)前的字母)。A.測(cè)出擺線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng)B.把單擺從平衡位置拉開一個(gè)很小的角度釋放,使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C.在擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)D.用秒表測(cè)量單擺完成1次全振動(dòng)所用時(shí)間并作為單擺的周期(7)甲同學(xué)多次改變單擺的擺長(zhǎng)并測(cè)得相應(yīng)的周期,他根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出了如圖所示的圖象,但忘記在圖中標(biāo)明橫坐標(biāo)所代表的物理量。你認(rèn)為橫坐標(biāo)所代表的物理量是________(選填“l(fā)2”“l(fā)”或“eq\r(l)”),若圖線斜率為k,則重力加速度g=________(用k表示)。(8)乙同學(xué)測(cè)得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值,造成這一情況的原因可能是________(選填選項(xiàng)前的序號(hào))。A.開始擺動(dòng)時(shí)振幅較小B.開始計(jì)時(shí)時(shí),過早按下停表C.測(cè)量周期時(shí),誤將擺球(n-1)次全振動(dòng)的時(shí)間記為n次全振動(dòng)的時(shí)間D.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)從懸點(diǎn)到小球下端邊緣的距離為擺長(zhǎng)[解析](1)單擺的周期:T=eq\f(t,n)由單擺周期公式:T=2πeq\r(\f(L,g))可知,重力加速度:g=eq\f(4π2L,T2)=eq\f(4π2n2L,t2);(2)擺線選擇較細(xì)且結(jié)實(shí)的線為便于測(cè)量周期和減小空氣阻力,則選取1m左右的細(xì)線,故選擇A線;為了減小空氣阻力的影響,擺球選擇質(zhì)量大體積小的,故選擇C球;故選A、C;(3)為了避免運(yùn)動(dòng)過程中擺長(zhǎng)發(fā)生變化,懸點(diǎn)要固定,不能松動(dòng),則為圖乙;(4)這樣做的目的就是為了便于調(diào)節(jié)擺長(zhǎng),把擺線夾得更緊一些,使擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)不變。因此A、C正確;(5)游標(biāo)卡尺示數(shù)為d=12.0mm;(6)擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上擺球的半徑,則A錯(cuò)誤;把單擺從平衡位置拉開一個(gè)很小的角度釋放,使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),B正確;在擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),C正確;把秒表記錄擺球一次全振動(dòng)的時(shí)間作為周期,誤差較大,應(yīng)采用累積法測(cè)量周期,D錯(cuò)誤;(7)據(jù)單擺周期公式T=2πeq\r(\f(l,g))=eq\f(2π,\r(g))eq\r(l)所以應(yīng)該作T.eq\r(l)圖象,故橫坐標(biāo)所代表的物理量是eq\r(l),知斜率k=eq\f(2π,\r(g))解得g=eq\f(4π2,k);(8)由周期公式T=2πeq\r(\f(l,g)),得g=eq\f(4π2l,T2)振幅大小與g無關(guān),故A錯(cuò)誤;開始計(jì)時(shí)時(shí),過早按下秒表,周期偏大,則g偏小,故B錯(cuò)誤;測(cè)量周期時(shí),誤將擺球(n-1)次全振動(dòng)的時(shí)間記為n次全振動(dòng)的時(shí)間,則周期偏小,則g偏大,C正確;擺長(zhǎng)等于擺線的長(zhǎng)度加上擺球的半徑,若測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)從懸點(diǎn)到小球下端邊緣的距離為擺長(zhǎng),擺長(zhǎng)偏大,由g=eq\f(4π2l,T2),所以g偏大,故D正確。[答案](1)eq\f(4π2n2l,t2)(2)AC(3)乙(4)AC(5)12。0(6)BC(7)eq\r(l)eq\f(4π2,k2)(8)CD2.利用單擺可以通過實(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。甲乙(1)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法,其中正確的有________。A.?dāng)[球應(yīng)選用直徑較小、密度較大的小球,擺線應(yīng)選用細(xì)而不易伸長(zhǎng)的線B.為了便于記錄周期,開始時(shí)將擺球拉開,應(yīng)使擺線與平衡位置有較大角度C.記錄周期時(shí),當(dāng)擺球通過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),擺球再次回到平衡位置停止計(jì)時(shí),此時(shí)間間隔為Δt,則單擺周期T=2ΔtD.記錄周期時(shí),當(dāng)擺球通過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),記下擺球做30次全振動(dòng)所用的時(shí)間Δt,則單擺周期T=eq\f(Δt,30)(2)若已測(cè)出懸點(diǎn)到小球球心的距離(擺長(zhǎng))L及單擺完成n次全振動(dòng)所用的時(shí)間t,則重力加速度g=________(用L、n、t表示)。(3)圖乙是擺線長(zhǎng)為L(zhǎng)時(shí)小球的振動(dòng)圖象,取g=10m/s2,π2=10,則小球的回復(fù)加速度最大值為________m/s2。[解析](1)該實(shí)驗(yàn)中,擺線應(yīng)選用細(xì)而不易伸長(zhǎng)的線,避免在擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)發(fā)生改變,且長(zhǎng)度要適當(dāng)長(zhǎng)一些;為了避免空氣阻力的影響,應(yīng)選用體積比較小,密度較大的小球,故A正確;單擺的最大擺角應(yīng)小于5°,因而開始時(shí)拉開擺球,使擺線相距平衡位置不能有太大的角度,故B錯(cuò)誤;為準(zhǔn)確測(cè)量單擺周期,應(yīng)從擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí),測(cè)出多個(gè)周期的時(shí)間,然后求出平均值作為周期,故C錯(cuò)誤;為減小實(shí)驗(yàn)誤差,拉開擺球,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,從平衡位置開始計(jì)時(shí),記下擺球做30次全振動(dòng)所用的時(shí)間Δt,則單擺周期T=eq\f(Δt,30),故D正確。(2)單擺周期公式T=2πeq\r(\f(L,g)),其中T=eq\f(t,n),聯(lián)立解得:g=eq\f(4n2π2L,t2)。(3)由圖知A=5cm,T=2s,根據(jù)單擺周期公式T=2πeq\r(\f(L,g)),解得:L=1m;小球的回復(fù)加速度在x=5cm或x=-5cm時(shí)最大,根據(jù)牛頓第二定律得:am=eq\f(mgsinθ,m)=gsinθ≈g·eq\f(A,L)=10×eq\f(0。05,1)=0.5m/s2.[答案](1)AD(2)eq\f(4n2π2L,t2)(3)0。53.在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,(1)以下做法正確的是________。A.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),用刻度尺量出懸點(diǎn)到擺球間的細(xì)線長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)LB.測(cè)量周期時(shí),從小球經(jīng)過平衡位置開始計(jì)時(shí),經(jīng)歷50次全振動(dòng)總時(shí)間為t,則周期為eq\f(t,50)C.?dāng)[動(dòng)中出現(xiàn)了輕微的橢圓擺情形,王同學(xué)認(rèn)為對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響而放棄了再次實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)D.釋放單擺時(shí),應(yīng)注意細(xì)線與豎直方向的夾角不能超過5°(2)黃同學(xué)先測(cè)得擺線長(zhǎng)為97.92cm,后用游標(biāo)卡尺測(cè)得擺球直徑(如圖),讀數(shù)為________cm;再測(cè)得單擺的周期為2s,最后算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的值為________m/s2。(π2取9。86,結(jié)果保留兩位小數(shù))(3)實(shí)驗(yàn)中,如果擺球密度不均勻,無法確定重心位置,劉同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的方法不計(jì)擺球的半徑。具體做法如下:第一次量得懸線長(zhǎng)L1,測(cè)得振動(dòng)周期為T1;第二次量得懸線長(zhǎng)L2,測(cè)得振動(dòng)周期為T2,由此可推得重力加速度的表達(dá)式為g=________。[解析](1)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),用刻度尺量出懸點(diǎn)到擺球間的細(xì)線長(zhǎng)度,再加擺球的半徑作為擺長(zhǎng)L,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;測(cè)量周期時(shí),從小球經(jīng)過平衡位置開始計(jì)時(shí),經(jīng)歷50次全振動(dòng)總時(shí)間為t,則周期為t/50,選項(xiàng)B正確;擺動(dòng)中出現(xiàn)了輕微的橢圓擺情形,這對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是有影響的,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;釋放單擺時(shí),應(yīng)注意細(xì)線與豎直方向的夾角不能超過5°,選項(xiàng)D正確。(2)擺球直徑:主尺讀數(shù)為:2.1cm,游標(biāo)尺讀數(shù):6×0.1mm=0。6mm,則d=2。16cm;根據(jù)T=2πeq\r(\f(L,g))解得g=eq\f(4π2L,T2)=eq\f(4×9。86×97.92+\f(1,2)×2.16×10-2,4)m/s2=9。76m/s2。(3)設(shè)擺球的重心到線與球結(jié)點(diǎn)的距離為r,根據(jù)單擺周期的公式:T=2πeq\r(\f(L,g))得:T1=2πeq\r(\f(L1+r,g)),T2=2πeq\r(\f(L2+r,g)),聯(lián)立兩式解得:g=eq\f(4π2L1-L2,T\o\al(2,1)-T\o\al(2,2))。[答案](1)BD(2)2.169.76(3)4π2eq\f(L1-L2,T\o\al(2,1)-T\o\al(2,2))數(shù)據(jù)處理與誤差分析1.公式法將幾次測(cè)得的周期T和擺長(zhǎng)l分別代入關(guān)系式g=eq\f(4π2l,T2),算出各組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的重力加速度g的值,再算出g的平均值,即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹怠?.圖象法由單擺的周期公式T=2πeq\r(\f(l,g))可得l=eq\f(g,4π2)T2,因此以擺長(zhǎng)l為縱軸,以T2為橫軸作出的l。T2圖象是一條過原點(diǎn)的直線,如圖所示,求出斜率k,即可求出g值。g=4π2k,k=eq\f(l,T2)=eq\f(Δl,ΔT2)。[題組訓(xùn)練]1.在“用單擺測(cè)定重力加速度"的實(shí)驗(yàn)中,某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)量單擺的周期時(shí),測(cè)得擺球經(jīng)過n次全振動(dòng)的總時(shí)間為Δt;在測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)時(shí),先用毫米刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng)為l,再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑為D,某次測(cè)量游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖甲所示。甲乙回答下列問題:(1)從甲圖可知,擺球的直徑為D=________mm;(2)該單擺的周期為________。(3)為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度,在實(shí)驗(yàn)中可改變幾次擺長(zhǎng)L并測(cè)出相應(yīng)的周期T,從而得出幾組對(duì)應(yīng)的L和T的數(shù)值,以L為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)作出T2。L圖線,但同學(xué)們不小心每次都把小球直徑當(dāng)作半徑來計(jì)算擺長(zhǎng),由此得到的T2。L圖象是圖乙中的________(選填“①"“②”或“③”),由圖象可得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=________;由此得到的g值會(huì)________(選填“偏小”“不變"“偏大”)。[解析](1)由圖示游標(biāo)卡尺可知,主尺示數(shù)是16mm,游標(biāo)尺示數(shù)是4×0.1mm=0。4mm,金屬球的直徑為16mm+0。4mm=16.4mm。(2)由于測(cè)得擺球經(jīng)過n次全振動(dòng)的總時(shí)間為Δt,所以該單擺的周期為T=eq\f(Δt,n).(3)由單擺周期公式T=2πeq\r(\f(L,g))可知T2=eq\f(4π2,g)L,則T2.L圖象的斜率k=eq\f(4π2,g),則重力加速度g=eq\f(4π2,k),但同學(xué)們不小心每次都把小球直徑當(dāng)作半徑來計(jì)算擺長(zhǎng),則有T2=eq\f(4π2,g)(L-r),由此得到的T2-L圖象是圖乙中的①,由于圖線的斜率不變,計(jì)算得到的g值不變,由圖象可得k=eq\f(b,a),當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=eq\f(4π2a,b).[答案](1)16.4(2)eq\f(Δt,n)(3)①eq\f(4π2a,b)不變2.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,測(cè)出了單擺在擺角小于5°時(shí)完成n次全振動(dòng)的時(shí)間為t,如圖甲所示用毫米刻度尺測(cè)得擺線長(zhǎng)為L(zhǎng),又用游標(biāo)卡尺測(cè)得擺球直徑為d,如圖乙所示。甲乙丙(1)由圖可知擺球直徑是________cm,單擺擺長(zhǎng)是________m。(2)實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)每次的測(cè)定值都比其它同學(xué)偏大,其原因可能是________。A.他的擺球比別的同學(xué)的重B.他的擺沒在豎直面內(nèi)擺動(dòng),而成了圓錐擺C.?dāng)?shù)擺動(dòng)次數(shù)時(shí),在計(jì)時(shí)的同時(shí),就開始數(shù)1,誤將29次全振動(dòng)記成了30次D.直接將線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)來計(jì)算(3)利用單擺周期公式測(cè)定重力加速度時(shí)測(cè)出不同擺長(zhǎng)L時(shí)相應(yīng)的周期值T,做T2。L圖線,如圖丙所示。T2與L的關(guān)系式T2=________,利用圖線上任兩點(diǎn)A、B的坐標(biāo)(x1,y1)、(x2,y2)可求出圖線的斜率k=________,再由k可求出g=________。[解析](1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為20mm,游標(biāo)讀數(shù)為0。1×0mm=0.0mm,則最終讀數(shù)為20.0mm=2.00cm,擺長(zhǎng)的大小l=L+eq\f(d,2)=99.00cm+1。00cm=100。00cm=1。0000m。(2)根據(jù)T=2πeq\r(\f(l,g))得,g=eq\f(4π2l,T2)=eq\f(4π2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L+\f(d,2))),T2)①。由公式①可知,重力加速度的測(cè)量值的大小與擺球的質(zhì)量無關(guān),故A錯(cuò)誤;他的擺沒在豎直面內(nèi)擺動(dòng),而成了圓錐擺,設(shè)圓錐擺的擺線與豎直方向之間的夾角為θ,則:mgtanθ=m·eq\f(4π2,T2)·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(L+\f(d,2)))·sinθ,可得:T=2πeq\r(\f(L+\f(d,2),g)cosθ),可知圓錐擺的周期小于單擺的周期;由于T的測(cè)量值減小,所以重力加速度g的測(cè)量值增大,故B正確;數(shù)擺動(dòng)次數(shù)時(shí),在計(jì)時(shí)的同時(shí),就開始數(shù)1,誤將29次全振動(dòng)記成了30次,則周期的測(cè)量值:T=eq\f(t,n),全振動(dòng)次數(shù)n增大,則周期T的測(cè)量值減小,所以重力加速度g的測(cè)量值增大,故C正確;直接將線長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)來計(jì)算,則擺長(zhǎng)L減小,所以重力加速度g的測(cè)量值減小,故D錯(cuò)誤。(3)根據(jù)T=2πeq\r(\f(L,g))得:T2=eq\f(4π2L,g)則圖線的斜率為:k=eq\f(y2-y1,x2-x1)=eq\f(4π2,g)則有:g=eq\f(4π2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(x2-x1)),y2-y1)=eq\f(4π2,k)。[答案](1)2.001.0000(2)BC(3)eq\f(4π2L,g)eq\f(y2-y1,x2-x1)eq\f(4π2,k)3.在“用單擺測(cè)定重力加速度"的實(shí)驗(yàn)中:(1)由公式g=eq\f(4π2L,T2)求得的g值偏小,可能是由于________.A.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),只測(cè)量了擺線長(zhǎng)度B.懸點(diǎn)固定不牢,擺動(dòng)中擺線被拉長(zhǎng)了C.測(cè)量周期時(shí),將N次全振動(dòng)誤記為N+1次全振動(dòng)D.選擇了質(zhì)量大體積小的擺球(2)下列擺動(dòng)圖象真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過程,圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始,A、B、C均為30次全振動(dòng)圖象,已知sin5°=0。087,sin15°=0。026,這四種操作過程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是________(填字母代號(hào)).ABCD(3)某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋l(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(zhǎng)L,通過改變擺線的長(zhǎng)度,測(cè)得6組L和對(duì)應(yīng)的周期T,畫出L-T2圖線,然后在圖線上選取A、B兩個(gè)點(diǎn),坐標(biāo)如圖所示。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(qǐng)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”)。[解析](1)根據(jù)公式g=eq\f(4π2L,T2):若測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),只測(cè)量了擺線長(zhǎng)度,測(cè)得擺線比實(shí)際小,則測(cè)量的g值偏小,A正確;擺動(dòng)中擺線被拉長(zhǎng)了,導(dǎo)致實(shí)際擺線比測(cè)量擺線長(zhǎng),即測(cè)量擺線短,根據(jù)公式g=eq\f(4π2L,T2),可知,測(cè)量g值偏小,B正確;測(cè)量周期時(shí),將N次全振動(dòng)誤記為N+1次全振動(dòng),使得測(cè)量周期偏小,根據(jù)公式可知,測(cè)量g值偏大,C錯(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)中為了減小阻力帶來的誤差,選擇質(zhì)量大體積小的擺球,所以選擇了質(zhì)量大體積小的擺球,測(cè)量g值不會(huì)偏小,D錯(cuò)誤。(2)擺角小于5°,我們認(rèn)為小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),擺長(zhǎng)約為1m的單擺,可以計(jì)算得出振幅:A<1×sin5°=0。087m,可近似為8cm,而在測(cè)量時(shí)間時(shí),為了減小誤差,從平衡位置開始計(jì)時(shí),所以B、C、D錯(cuò)誤,A正確.(3)根據(jù)單擺周期公式:T=2πeq\r(\f(L,g)),得:L=eq\f(gT2,4π2),則圖象斜率k=eq\f(g,4π2)=eq\f(LB-LA,T\o\al(2,B)-T\o\al(2,A)),所以g=eq\f(4π2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(LB-LA)),T\o\al(2,B)-T\o\al(2,A));由圖象可知L與T2成正比,由于單擺擺長(zhǎng)偏大還是偏小不影響圖象的斜率k,因此擺長(zhǎng)偏小不影響重力加速度的測(cè)量值,用圖線法求得的重力加速度準(zhǔn)確,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,將相同。[答案](1)AB(2)A(3)eq\f(4π2LB-LA,T\o\al(2,B)-T\o\al(2,A))相同實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新利用DIS測(cè)周期[典例示法]在“利用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中:(1)某同學(xué)嘗試用DIS測(cè)量周期。如圖,用一個(gè)磁性小球代替原先的擺球,在單擺下方放置一個(gè)磁傳感器,其軸線恰好位于單擺懸掛點(diǎn)正下方。圖中磁傳感器的引出端A應(yīng)接到數(shù)據(jù)采集器.使單擺做小角度擺動(dòng),當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量值最大時(shí),磁性小球位于________。若測(cè)得連續(xù)N個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間的時(shí)間間隔為t,則單擺周期的測(cè)量值為________(地磁場(chǎng)和磁傳感器的影響可忽略).(2)多次改變擺長(zhǎng)使單擺做小角度擺動(dòng),測(cè)量擺長(zhǎng)L及相應(yīng)的周期T。此后,分別取L和T的對(duì)數(shù),所得到的lgT.lgL圖線為________(選

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論