2020選考物理-選修3-4-第十一章-實驗14-探究單擺周期與擺長的關(guān)系課件

實驗14探究單擺周期與擺長的關(guān)系實驗14探究單擺周期與擺長的關(guān)系一、實驗原理一、實驗原理二、實驗裝置圖及器材帶有鐵夾的鐵架臺、中心有小孔的金屬小球，不易伸長的細(xì)線(約1米)、停表、毫米刻度尺和三角板。二、實驗裝置圖及器材帶有鐵夾的鐵架臺、中心有小孔的金屬小球，三、實驗步驟1.讓細(xì)線的一端穿過金屬小球的小孔，然后打一個比小孔大一些的線結(jié)，做成單擺。2.把細(xì)線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂，在單擺平衡位置處作上標(biāo)記，如圖所示。三、實驗步驟1.讓細(xì)線的一端穿過金屬小球的小孔，然后打一個比2020選考物理-選修3-4-第十一章-實驗14-探究單擺周期與擺長的關(guān)系課件四、數(shù)據(jù)處理圖象法四、數(shù)據(jù)處理圖象法

注意事項1.構(gòu)成單擺的條件：細(xì)線的質(zhì)量要小、彈性要小，選用體積小、密度大的小球，擺角不超過5°。2.要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動，不能形成圓錐擺，方法是將擺球拉到一定位置后由靜止釋放。注意事項3.用毫米刻度尺量出擺線長度l′，用游標(biāo)卡尺測出擺球的直徑，即得出金屬小球半徑r，計算出擺長l＝l′＋r。4.測周期的方法 (1)要從擺球過平衡位置時開始計時。因為此處速度大、計時誤差小，而最高點速度小、計時誤差大。 (2)要測多次全振動的時間來計算周期。如在擺球平衡位置時開始計時，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，以后每當(dāng)擺球從同一方向通過平衡位置時計數(shù)1次。3.用毫米刻度尺量出擺線長度l′，用游標(biāo)卡尺測出擺球的直徑，【例】某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。 (1)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖1所示。這樣做的目的是________(填字母代號)。圖1【例】某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素。圖1A.保證擺動過程中擺長不變B.可使周期測量得更加準(zhǔn)確C.需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D.保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺量得懸點到擺球最低端和上端的長度l1＝0.9990m，l2＝0.9870m，則單擺擺長為______m。(3)下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進(jìn)行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標(biāo)原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是________(填字母代號)。A.保證擺動過程中擺長不變解析(1)在“探究影響單擺周期的因素”實驗中，要使單擺在擺動過程中擺長不變，而且擺長便于調(diào)節(jié)，故選項A、C正確，B、D錯誤。(3)單擺振動的擺角θ≤5°，當(dāng)θ＝5°時單擺振動的振幅A＝lsin5°＝0.087m＝8.7cm，且為計時準(zhǔn)確，在擺球擺至平衡位置時開始計時，故選項A正確，B、C、D錯誤。答案(1)AC

(2)12.0

0.9930

(3)A解析(1)在“探究影響單擺周期的因素”實驗中，要使單擺在擺圖2圖2答案B

2答案B22.用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖3所示。圖3(1)組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用________(選填選項前的字母)。A.長度為1m左右的細(xì)線B.長度為30cm左右的細(xì)線C.直徑為1.8cm的塑料球D.直徑為1.8cm的鐵球2.用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖3所示。圖3(2)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度g＝__________(用L、n、t表示)。(3)下表是某同學(xué)記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理。組次123擺長L/cm80.0090.00100.0050次全振動時間t/s90.095.5100.5振動周期T/s1.801.91

重力加速度g/(m·s－2)9.749.73

請計算出第3組實驗中的T＝________s，g＝________m/s2。(2)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振3.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：(1)擺動時偏角滿足的條件是偏角小于5°，為了減小測量周期的誤差，計時開始時，擺球應(yīng)是經(jīng)過最________(填“高”或“低”)點的位置，且用停表測量單擺完成多次全振動所用的時間，求出周期。圖4甲中停表示數(shù)為一單擺全振動50次所用的時間，則單擺振動周期為________。圖43.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：(1)擺動時偏角滿足(2)用最小刻度為1mm的刻度尺測擺長，測量情況如圖乙所示。O為懸掛點，從圖乙中可知單擺的擺長為________m。(3)若用L表示擺長，T表示周期，那么重力加速度的表達(dá)式為g＝________。(4)考慮到單擺振動時空氣浮力的影響后，學(xué)生甲說：“因為空氣浮力與擺球重力方向相反，它對球的作用相當(dāng)于重力加速度變小，因此振動周期變大。”學(xué)生乙說：“浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗，因此振動周期不變”，這兩個學(xué)生中________。A.甲的說法正確B.乙的說法正確C.兩學(xué)生的說法都是錯誤的(2)用最小刻度為1mm的刻度尺測擺長，測量情況如圖乙所示(2)從懸點到球心的距離即為擺長，可得L＝0.9980m。(4)