第3讲 实验 用单摆测定重力加速度

1 / 5 第 3 讲 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 3 讲实验用单摆测定重力加速度 1在做 “ 用单摆测定重力加速度 ” 的实验中，有人提出以下几点建议： A适当加长摆线 B质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的 c单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期 其中对提高测量结果精确度有利的是 _ 解析：单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程 度及相关物理量的测量精度适当加大摆线长度，有利于把摆球看成质点，在摆角小于 10 的条件下，摆球的空间位置变化较大，便于观察， A 对摆球体积越大，所受空气阻力越大，对质量相同的摆球其影响越大， B 错摆角应小于 10 ， c对本实验采用累积法测量周期，若仅测量一次全振动，由于球过平衡位置时速度较大，难以准确记录，且一次全振动的时间太短，偶然误差较大， D 错 答案： Ac 2某同学在 “ 用单摆测定重力加速度 ” 的实验中，先测得2 / 5 摆线长为，摆球直径为，然后用秒表记录了单摆振动 50 次所用的时间如图 1 3 6 所示则： 图 1 3 6 (1)该摆摆长为 _cm，秒表的示数为 _； (2)如果他测得的 g 值偏小，可能的原因是 ( ) A测摆线长时摆线拉得过紧 B摆线上端未牢固地系于悬点，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 次全振动数为 50 次 解析： (1)由摆长公式 l l d/2，知 l，由秒表的读数方法，可求得单摆振动 50 次所用的时间 t短针读数 (t1)长针读数 (t2) 330s ，同时可求得周期 T. (2)通过 g 42l T2，可知 g 偏小的可能原因有二：一是摆长 l 的测量值偏小，即测量值小于实际值，可知 A 错， B 正确；二是周期 T 的测量值偏大，如开始计时时，过早按下秒表；停止计时时，过迟按下秒表；误把 n 1 次全振动数为 n次等等由此可知 c、 D 选项皆错，故正确答案为 B. 答案： (1) (2)B 3.在 “ 用单摆测定重力加速度 ” 的实验中，测得单摆摆角小于 5 ，完成 n 全振动的时间为 t，用毫米刻度尺测得摆线3 / 5 长为 L，用螺旋测微器测得摆球直径为 d. 图 1 3 7 (1)用上述物理量的符号写出重力加速度的一般表达式 g_. (2)从图 1 3 7 可知，摆球直径 d 的读数为 _mm. (3)实验中有个同学发现他测得重力加速度的值偏大，其原因可能是 ( ) A悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了 B单摆所用摆球质量太大 c把 n 次全振动时间误当成 (n 1)次全振动时间 D以摆线长作为摆长来计算 解析：单摆的摆长为 l L d/2，完成 n 次振动的时间为 t，振动的周期 T t/n，代入单摆的周期公式 T 2lg 中，整理可得 g 42n2L d2t2，读出螺旋测微器的示数为 ( 均可 )；由推导出的公式 g 42n2L d2t2 可知，只有 c 答案正确 答案： (1)42n2L d2t2 (2) (3)c 4.某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长 L，通过改变摆线的长度，测得 6 组 L 和对应的周期 T，画出 L T2 图线，然后在图线上选取 A、 B 两个点，坐标如4 / 5 图 1 3 8 所示他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为 g _.请你判断该同学得到的实 验 结 果 与 摆 球 重 心 就 在 球 心 处 的 情 况 相 比 ， 将_(填 “ 偏大 ”“ 偏小 ” 或 “ 相同 ”) 图 1 3 8 解析：设摆球重心在球心的正下方 x 处，则第一次测量时摆长 L1 L1 x，对应周期 T1 2L1 xg，第二次测量时摆长 L2 L2 x，对应周期 T2 2L2 xg，联立解得 g 42(L1 L2)T21 T22，用图象法处理实验数据，则计算重力加速度的表达式为 g 42(LA LB)T2A T2B，实验结果与摆球重心就在球心处的情况相同 答案： 42(LB LA)T2B T2A 相同 5 (XX浙江， 22)(1)在 “ 探究单摆周期与摆长的关系 ” 实验中， 两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图 1 3 9 甲、乙所示测量方法正确的是 _(选填 “ 甲 ” 或“ 乙 ”) 图 1 3 9 (2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图 1 3 105 / 5 所示光敏电阻与某一自动记录相连，该仪器显示的光敏电阻阻值 R 随时间 t 变化图线如图 1 3 11 所示，则该单摆的振动周期为 _若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径 2 倍的另一小球进行 实验，则该单摆的周期将 _(填 “ 变大 ” 、 “ 不变 ” 或 “ 变小 ”) ，图 1 3 11 中的 t 将 _ (填 “ 变大 ” 、 “ 不变 ” 或 “ 变小 ”) 图 1 3 10 图 1 3 11 解析：通过 R 随 t 的变化图象可知，单摆半个周期的时间为(t1 t0) t1 t