xx届高考物理考点复习：实验：用单摆测定重力加速度

1 / 9 XX 届高考物理考点复习：实验：用单摆测定重力加速度 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 第五课时实验：用单摆测定重力加速度 【实验目的】 1学会用单摆测重力加速度。 2正确熟练使用秒表。 【实验原理】 单摆在摆角很小时（ 100 ），其振动可以看成简谐振动。由单摆周期公式 T=，得。测得摆长 L，和振动周期 T,就可以测出当地重力加速度。 【实验器材】 带孔小钢球一个、线绳一条（约 1m长）、毫米刻度尺、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。 【实验步骤】 1在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球的小孔，制成一个单摆如图所示 2将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把摆线的上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂 2 / 9 3测量单摆的摆长 1：用游标卡尺测出摆球直径 D，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长 1，摆长 l=l +D/2 4把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于 l00)，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动 30 至 50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期 T。 5将测出的摆长 l 和周期 T 代人公式。求出重加口速度 g的值。 6变更摆长重做两次，并求出三次所得的 g 的平均值 知识点一秒表的使用 1认识秒表：秒表有各种规格，它们的构造和使用方法略有不同一般的秒表有两根针，长针是秒针，每转一圈是 30s，短针是分针 2使用方法：首先要上好发条，它上端的按妞是用来开启和止动秒表的，第一次按压，秒表开始记时；第二次按压，指针停止计时，指示出两次按压之间的时间；第三次按压，两指针返回零刻度处 3读数：所测时间超过半分钟时，半分钟的整数倍部分由分针读 出，不足半分钟的部分由秒针读出，总时间为两针示数之和 3 / 9 注意 :因为机械表采用齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，故不能估读出比更短的时间 .秒表不用估读 . 【应用 1】如图所示中秒表的读数是。 导示 :t=1min+= 知识点二实验数据的处理方法 1求平均值法 在本实脸中要改变摆长，并进行多次测童，以求重力加速度g 的平均值 2图象法 本实验除上迷公式法求解外，还可用图象法由单摆周期公式不难推出： ,因此，分别测出一系列摆长 l 对应的周期丁，作 l-T2 的图象，图象应是一条通过原 点的直线，求出图线的抖率 k,即可求得 g 值，如图所示 知识点三实验误差分析 1系统误差 主要来源于单摆模型本身声否符合要求如：悬点是否固定，摆球是否可看做质点，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆、摆角是否小于 100 等等 2测量误差 (1)来自时间（即单摆周期）的测量上 从摆球经过平衡位置开始计时；不能多计或漏计振动次数。 注意：为减小记时误差，采用倒数计数法，即当摆球经过平4 / 9 衡位置时开始计数， “3 ， 2， 1， 0， 1， 2， 3” 数 “0”时开始计时，数到 “60” 停止计时，则摆球全振动 30 次，T=t/30。 (2)来自摆长的测量上 从悬点到摆球球心间距（等于摆线长加上摆球的半径），多次测量后取平均值。 注意：为减小计算误差，不应先算出 L 和 T 的平均值再求 g，而应先求出每次的 g 值后再平均。 【应用 2】某同学在做利用单摆测重力加速度的实验中，先测得摆线长为，摆球直径为 ,然后用秒表记录了单摆振 50次所用的时间，如图所示，则： （ 1)该摆摆长为 cm，秒表所示读数为 s。 (2)如果测得 g 值偏小，可能的原因是（） A测摆线长时摆线拉得过紧 B摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线 长度增加了 c开始计时时，秒表过迟按下 D实验中误将 49次全振动次数记为 50次 (3)某同学在 “ 用单摆测定重力加速度 ” 的实验中，测量 5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下： 试以 l 为横坐标， T2为纵坐标，作出 T2-L 图线，并利用此5 / 9 图线求出重力加速度。 导示 :（ 1）摆长 l=l +D/2= 秒表读数为 t=+=。 (2)由单摆周期公式 T=得， T=t/n。所以 l 偏大， g 偏大； t偏大， g 偏小； n 偏大， g 偏大，故 B 正确。 (3)由单摆周期公式 T=得，所以 T2-l 图线是过坐标原点的一条直线，直线料率是，所以，作出图象如图 所示，求得直线料率 k=， 所以 g=/s2。 1现给定以下器材： A闪光照相机； B秒表； c电磁式打点计时器； D交流电源（ 4V-6V)； E导线若干； F纸带； G复写纸； H铁架台； I游标卡尺； j重物； k刻度尺； L直径 lcm钢球； m lm长弹性细线； N照相底片 设计两个测当地重力加速度 g 的实验方案。 方法一： (1)从给定器材中选（填器材前面的字母），作为实验器材； （ 2)需要测量的物理量是 (3)用你测 量出的物理量写出重力加速度 g 的表达式： g 方法二： (1)从给定器材中选（填器材前面的字母），作为实验器材； 6 / 9 （ 2)需要测量的物理量是 (3)用你测量出的物理量写出重力加速度 g 的表达式： g 2（江苏省启东市 07 届第一学期期中测试）某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量 4 种不同摆长情况单摆的振动周期，获得 4组数据 ,以 T2为纵轴、 l为横轴作出的 T2 l关系图像如图 ,根据此图像回答问题： 本实验所使用的测量仪器有 _ 本试验依据的物理原理 _ 图线的斜率所表示的物理意义 _ 当地的重力加速度 g 值为 _（ g 值保留三位有效数字） 3在 “ 利用单摆测重力加速度 ” 的实验中 （ 1）以下做法正确的是（） A.测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间细线的长 B.测量周期时，从小球到达最大位移处开始计时，测出摆球完成一次全振动的时间 c.要保证单摆始终在同一竖直面内摆动 D.为了便于计时观察，单摆的摆角应尽量大些 （ 2）下表是一同学在实验中测得的数据： 组次 123456 摆长 L/ 7 / 9 周期平方 T2/ 上述数据中第 组肯定有错误，根据这些数据，在坐标图中作出 L T2图象； 利用图象，求出当地重力加速度值 g 为 m/s2.（保留三位有效数字） 4.（ 06 年江苏省淮安中学考前模拟）学过单摆的周期公式以后，物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣，老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块（如一把米尺）做成的摆（这种摆被称为复摆），如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动， c 点为重心，板长为 L，周期用 T表示。 甲同学猜想 ：复摆的周期应该与板的质量有关。 乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离 L/2。 丙同学猜想：复摆的摆长应该大于 L/2。理由是：若 oc 段看成细线，线栓在 c 处， c 点以下部分的重心离 o 点的距离显然大于 L/2。 为了研究以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索： (1)把两个相同的木板完全重叠在一起，用透明胶（质量不计）粘好，测量其摆动周期，发现与单个木板摆动时的周期相同，重做多次仍有这样的特点。则证明了甲同学的猜想是8 / 9 _的（选填 “ 正确 ” 或 “ 错误 ” ）。 (2)用 T0表示板 长为 L的复摆看成摆长为 L/2单摆的周期计算值（ T0=2），用 T 表示板长为 L 复摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下 表： 板长 L/cm2550801001XX0 周期计算值 T0/ 周期测量值 T/ 由上表可知，复摆的等效摆长 L/2（选填 “ 大于 ” 、 “ 小于 ”或 “ 等于 ” ）。 (3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进行处理，所选坐标如图。请在坐标纸上作出 T-T0 图，并根据图象中反映出的规律求出 =_（结果保留三位有效数字，其中 L 等是板长为 L 时的等效摆长 T=2）。 参考答案 1方案一：（ 1） B、 H、 I、