广东省南丰中学高考物理第二轮 实验九 探究单摆的周期与摆长的关系练习 新人教版

用心 爱心 专心 1 第十二章第十二章 实验九实验九 探究单摆的周期与摆长的关系探究单摆的周期与摆长的关系 1 某同学利用单摆根据公式g 测得的g值比当地标准值偏大 其原因可能是 4 2l T2 A 测量摆长时忘记加上小球半径 B 振幅过小 C 将摆长当成了摆线长和球直径之和 D 摆动次数多记了一次 E 小球不是在竖直平面内摆动 F 摆球质量过大 空气阻力影响所致 解析 因为T 2 所以g 由g的表达式可知g测偏大的原因可能是l l g 4 2l T2 测偏大或T测偏小 可知 C D 正确 A 错 小球做圆锥摆的周期T 2 T lcos g 摆 故 E 正确 因为单摆周期和振幅与摆球质量无关 故 B F 错 答案 CDE 2 在 探究单摆的周期与摆长的关系 的实验中 1 下面所给器材中 选用哪些器材较好 请把所选用器材前的字母依次填写在题后 的横线上 A 长 1 m 左右的细线 B 长 30 cm 左右的细线 C 直径 2 cm 的铅球 D 直径 2 cm 的铝球 E 秒表 F 时钟 G 最小刻度是厘米的直尺 H 最小刻度是毫米的直尺 所选用的器材是 2 实验时对摆线偏离竖直线的偏角要求是 解析 实验中应选用较长的摆长l 这样既能减小摆长的测量误差 又易于保证偏角 不大于 10 而且由于振动缓慢 方便计数和计时 故选 A 本实验所用的实际摆 要符合理论要求 摆长要有 1 m 左右 应选用不易伸长的细线 摆球直径要小于 2 cm 应选用较重的小球 故选 C 由于重力加速度g与周期的平方成反比 周期T的测量误差对g的影响是较大的 所 用计时工具应选精确度高一些的 故选 E 由于摆长l应是悬点到铅球的边缘的距离l加上铅球的半径r 铅球半径用游标卡尺 测量出 也可由教师测出后提供数据 因此l应读数准确到毫米位 实验中应用米尺 或钢卷尺来测量 故选 H 用心 爱心 专心 2 答案 1 A C E H 2 小于 10 3 1 某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作 请判断是否恰当 填 是 或 否 把单摆从平衡位置拉开约 5 释放 在摆球经过最低点时启动秒表计时 用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期 2 该同学改进测量方法后 得到的部分测量数据见下表 用螺 旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图实 9 4 所示 该球的直径为 mm 根据表中数据可以初步判断单摆周期 随 的增大而增大 数据组编号摆长 mm摆球质量 g周期 s 1999 332 22 0 2999 316 52 0 3799 232 21 8 4799 216 51 8 5501 132 21 4 6501 116 51 4 解析 1 单摆在最大摆角不超过 10 时可看做是简谐运动 摆球经过最低 点时速度最大 滞留的时间最短 计时误差最小 为减小测量周期时的误差 应测单摆完成 30 50 次全振动所用的时间来求出周期 螺旋测微器上的固定刻度读数为 20 5 mm 可动部分的读数约为 18 5 则测量结 果为 20 5 mm 18 5 0 01 mm 20 685 mm 分析表中数据可以看出 摆长不变时 周期不变 摆长变化时周期才发生变化 答案 1 是 是 否 2 20 685 20 683 20 687 摆长 4 下面是 用单摆测定重力加速度 的实验中获得的有关数据 摆长l m 0 50 60 81 1 周期T2 s2 2 02 53 24 5 1 利用上述数据在图实 9 5 所示的坐标中作出l T2图象 用心 爱心 专心 3 2 利用图象 取T2 0 1 4 2 3 95 s2 求出重力加速度的值 解析 1 图象如图所示 2 由图象中读出 当T2 3 95 s2时 l 0 96 m 则重力加速度 g m s2 9 6 m s2 4 2l T2 4 2 0 96 0 1 4 2 答案 1 图象见解析 2 9 6 m s2 5 在 探究单摆的周期与摆长的关系 的实验中 为防止 摆球在摆动过程中形成 圆锥摆 实验中采用了如图实 9 6 甲所示的双线摆 测出摆线长度为L 线与水平 横杆夹角为 摆球半径为r 若测出摆动的周期为T 则此地重力加速度为 某同学用 10 分度的游标 卡尺测量摆球的直径时 主尺和游标如图乙所示 则摆 球的半径r为 mm 解析 单摆的摆长为l Lsin r 由周期公式 T 2 此地的重力加速度为g l g 4 2 Lsin r T2 由图知摆球的半径 r 16 0 mm 8 0 mm 1 2 用心 爱心 专心 4 答案 8 0 4 2 Lsin r T2 6 在利用单摆测定重力加速度的实验中 由单摆做简谐运 动的周期公式得到g 4 2l T2 只要测出多组单摆的摆 长l和运动周期T 作出T2 l图象 就可以求出当地 的重力加速度 理论上T2 l图象是一条过坐标原点的 直线 某同学根据实验数据作出的图象如图实 9 7 所 示 1 造成图象不过坐标原点的原因是 2 由图象求出的重力加速度g m s2 取 2 9 87 解析 1 由单摆周