2011高考物理 单摆测加速度讲义 新人教版

1、2011高考物理 单摆测加速度讲义 新人教版实验目的1明确用单摆测定重力加速度的原理和方法2学会用单摆测当地的重力加速度，学会减小实验误差的方法3知道如何选择实验器材，能熟练地使用秒表实验原理物理学中的单摆是在一根细线的一端系一小球，另一端固定于悬点，若细线的伸长和质量可忽略，且小球的直径远小于线长，这样的装置称为单摆单摆在偏角很小(不超过10)时，可看成是简谐运动，由此可得据此，通过实验方法测得摆长L和周期T，即可计算得到当地的重力加速度的值 由于一般单摆的周期都不是太长，摆长在1m左右的单摆，其周期大约2s，依靠人为操作的秒表来测量单摆振动一个周期的时间，其误差必然较大，所以，我们不是测量

2、单摆振动一个周期的时间，而是测量几十个周期的总时间，再来利用平均值确定一个周期的时间，从而减小由于人为操作而产生的误差实验器材铁架台和铁夹，金属小球(球上有一通过球心的小孔)，秒表，细线(长约1m)，刻度尺(最小刻度为mm)实验步骤1让细线穿过球上的小孔，在细线一端打一个稍大些的线结，制成一个单摆2将小铁夹固定在铁架台的上端，将铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后将单摆的上端固定在铁架台的上端，使摆球自然下垂，在实验桌边缘正对摆球(或摆线)处做上记号，如图所示，实验时以摆球通过此标志为准3用刻度尺测量单摆的摆长(摆线静止时从悬点到球心的距离)4将单摆从平衡位置拉开一小角度，再释放小球，

3、当小球摆动稳定后，过最低位置(即标志处)时，用秒表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，求出单摆一次全振动的时间，即单摆振动的周期5改变摆长，反复测量3次，算出周期T及测出的摆长L，将每次实验数据填入实验记录表格中数据处理1实验数据记录实验次数摆线摆球直振动:振动时周期长L(m)径d(m)次数n间t(s)T t1232.方法一(公式法)：将实验数据代入公式g 求出每次重力加速度的值，然后求g的平均值，即为本地的重力加速度方法二(图象法)：利用实验中的数据进行T2l图象处理，从单摆的周期公式T 知道，当当重力加速度g一定时，单摆的摆动周期T2跟摆长l成正比，将实验的数据作相应的转换，

4、即算出T2，将其数据点描绘到T2l图象中去，则能通过图象的斜率求出重力加速度的值 3将测得的重力加速度与当地重力加速度的数值进行比较，分析产生误差的可能原因 注意事项1选择材料时应选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1m，小球应选密度较大的金属球，直径应较小，一般不超过2cm.2单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动发生摆线下滑，摆长改变3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过10.4摆球摆动时，要使之保持在同一竖直面内，不要形成圆锥摆，检查摆是否在同一个平面内应从侧面观察摆的摆动情况5计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球应从同一方向通过做有标

5、志的最低点时计数，并且采用倒数到0开始记时计数的方法，即4、3、2、1、0，在数到“0”时同时按下秒表开始记时计数6要测出30到50次全振动的时间，取平均值的办法求周期.实验目的测定玻璃折射率实验器材玻璃砖，白纸，大头针，量角器，圆规，三角板，图钉实验原理如图所示用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线OB，确定出O点，画出折射光线OO，然后测量出角1和2的度数，根据n 计算出玻璃的折射率实验步骤1用图钉把白纸固定在木板上2在白纸上画一条直线aa，并取aa上的一点O为入射点，作过O的法线MN.3画出线段AO作为入射线，并在AO上插上P1、P2两根大头针4在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线

6、aa对齐，并画出另一条对齐线bb.5通过玻璃砖观察并调整视线方向，使P1的像被P2挡住，然后在观察一侧插上大头针P3，使P3挡住P2、P1的像，再插上P4挡住P3和P2、P1的像6移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线OB及出射点O，连接O、O得线段OO.7用量角器测量入射角1和折射角2，并查出其正弦值sin1和sin2.8改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值数据处理1作sin1sin2图象：改变不同的入射角1，测出不同的折射角2，作sin1sin2图象，由n可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率2“单位圆法”确定sin1、sin2，计算折射率n.

7、以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO于E点，过E作NN的垂线EH.过E作NN的垂线EH.如图所示，OEOER，则n .只要用刻度尺测出EH、EH的长度就可以求出n.注意事项1玻璃砖应选用厚度、宽度较大的2大头针要插得竖直，且间隔要大些3入射角不宜过大或过小，一般在1575之间4玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线5实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变.实验目的1了解光波产生稳定干涉现象的条件2观察双缝干涉图样3测定单色光的波长实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距x与双缝间距d、双缝到屏的

8、距离l、单色光的波长之间满足dx/l.实验器材双缝干涉仪一套，米尺，测量头实验步骤1如下图所示，把直径约10cm、长约1m的遮光筒水平放在光具座上，遮光筒的一端装有双缝，另一端装有毛玻璃屏2接好光源，打开开关，调节光源的高度，使它发出的光束能够沿着遮光筒的轴线把屏照亮3安装单缝和双缝，单缝和双缝间距离约为5cm10cm，使缝相互平行，中心大致位于遮光筒的轴线上，这时在屏上就会看到白光的双缝干涉图样4在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的双缝干涉图样5分别改变滤光片和双缝，观察干涉图样的变化6已知双缝间的距离d，测出双缝到屏的距离l，用测量头测出相邻两条亮(或暗)纹间的距离x，由 计算单色光的波

9、长7换用不同颜色的滤光片，观察干涉条纹间距的变化，并求出相应色光的波长命题规律考查用单摆测重力加速度的实验原理、步骤、误差分析考例1(2008天津)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LT2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图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”)解析设A、B两情况的摆线长为LA和LB，球心到重心的距离为L，所以A、B两情况的实

10、际摆长分为LAL和LBL，根据周期公式T2 得l ，则LAL ，LBL ，从式子中可以看出，最终的结果与重心的位置无关，所以不影响g值的测量在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g_.如果已知摆球直径为2.00cm，用刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，那么单摆摆长是_如果测定了40次全振动的时间如图乙中秒表所示，那么秒表读数是_s单摆的摆动周期是_s.解析这是一道考查学生观察能力和刻度尺及秒表的读数方法的考题关于秒表的读数问题，高考题中不只一次出现过，但是学生仍不会读，主要原因是不清楚分针(短针)和秒针(长针)之间的关系因此此题仍具

11、有较强的考查功能单摆的摆长应等于测量值88.40cm减去摆球的半径1.00cm，得到87.40cm.命题规律根据测定玻璃的折射率的原理和步骤，判断测量方法是否正确或分析实验误差考例2一块玻璃砖有两个相互平行的表面，其中一个表面是镀银的(光线不能通过此表面)现要测定此玻璃的折射率给定的器材还有：白纸、铅笔、大头针4枚(P1、P2、P3、P4)、带有刻度的直角三角板、量角器实验时，先将玻璃砖放到白纸上，使上述两个相互平行的表面与纸面垂直在纸上画出直线aa和bb，aa表示镀银的玻璃表面，bb表示另一表面，如图所示然后，在白纸上竖直插上两枚大头针P1、P2(位置如图)用P1、P2的连线表示入射光线(1

12、)为了测量折射率，应如何正确使用大头针P3、P4？_.(试在题图中标出P3、P4的位置)(2)然后，移去玻璃砖与大头针试在题图中通过作图的方法标出光线从空气到玻璃中的入射角1与折射角2.简要写出作图步骤(3)写出用1、2表示的折射率公式为n_.解析(1)在bb一侧观察P1、P2(经bb折射，aa反射，再经bb折射后)的像，在适当的位置插上P3，使得P3与P1、P2的像在一条直线上，即让P3挡住P1、P2的像；再插上P4，让它挡住P2(或P1)的像和P3.P3、P4的位置如图所示(2)过P1、P2作直线与bb交于O；过P3、P4作直线与bb交于O；利用刻度尺找到OO的中点M；过O点作bb的垂线C

13、D，过M点作bb的垂线与aa相交与N，如图所示，连接ON.P1OD1，CON2.(3)由(2)知n .答案(1)详见解析(2)详见解析(3)在利用插针法测定玻璃砖折射率的实验中：(1)甲同学在纸上正确画出玻璃砖的两个界面aa和bb后，不小心碰了玻璃砖使它向aa方向平移了少许，如图甲所示，则他测出的折射率将_；(2)乙同学在画界面时，不小心将两界面aa、bb间距画得比玻璃砖宽度大些，如图乙所示，则他测得折射率_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)解析(1)如图a所示，甲同学测得的入射角和折射角都没有受到影响，因此测得的折射率将不变(2)如图b所示，乙同学测得的入射角不受影响，但测得的折射角比真实值

14、偏大，因此测得的折射率偏小答案(1)不变(2)偏小命题规律由双缝干涉的实验原理，根据x ，计算波长考例3利用图中装置研究双缝干涉现象时，有下面几种说法：A将屏移近双缝，干涉条纹间距变窄B将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽C将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽D换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄E去掉滤光片后，干涉现象消失其中正确的是：_.解析由条纹间距公式x ，d指双缝间距，l指双缝到屏的距离，由此可知：A项中l减小，x减小；B项中变大，x变大；D项中d变大，x变小故A、B、D正确答案ABD现有毛玻璃屏A、双缝B、白光光源C、单缝D和透红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在图(1)所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长(1)将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其它光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A.(2)本实验的步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头(其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离在操作步骤时还应注意_和_(3)