实验探究九 单摆的周期与摆长的关系

1、基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验实验探究九单摆的周期与摆长的关系实验探究九单摆的周期与摆长的关系基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验注意事项注意事项1悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证顶点固定悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证顶点固定2强调在同一平面内振动且摆角小于强调在同一平面内振动且摆角小于10.3选择在摆球摆到平衡位置处开始计时，并数准全振动的选择在摆球摆到平衡位置处开始计时，并数准全振动的次数次数4小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长

2、小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长l，用游标卡，用游标卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径r，则摆长，则摆长Llr.5选用一米左右的细线选用一米左右的细线.基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验热点一对实验操作及误差分析的考查热点一对实验操作及误差分析的考查【典例典例1】 (2012天津卷天津卷，9)某同学用实验某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素的方法探究影响单摆周期的因素他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台

3、的铁夹将橡皮夹紧，如图铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示所示这样做的目的是这样做的目的是_(填字母代号填字母代号)A保证摆动过程中摆长不变保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量得更加准确可使周期测量得更加准确C需要改变摆长时便于调节需要改变摆长时便于调节D保证摆球在同一竖直平面内摆动保证摆球在同一竖直平面内摆动图图1基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验他组装好单摆后在摆球自然悬垂他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度到摆球的最低端的长度L0.999 0 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图

4、再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图2所示，则该摆球的所示，则该摆球的直径为直径为_mm，单摆摆长为，单摆摆长为_m.下列振动图象真实地描述了对摆长约为下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为均为30次全振动的图象，已知次全振动的图象，已知sin 50.087，sin 150.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_(填字母代号填字母代号)图图2基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创

5、新实验基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验解析解析在在“探究影响单摆周期的因素探究影响单摆周期的因素”实验中，要使单摆在实验中，要使单摆在摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调节，故选项摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调节，故选项A、C正正确、选项确、选项B、D错误错误摆球的直径摆球的直径d12 mm00.1 mm12.0 mm单摆振动的摆角单摆振动的摆角5，当，当5时单摆振动的振幅时单摆振动的振幅Alsin 50.087 m8.7 cm，且为计时准确，在摆球摆至平，且为计时准确，在摆球摆至平衡位置时开始计时，故选项衡位置时开始计时，故选项A正确、选项正确、选项

6、B、C、D错误错误答案答案AC12.00.993 0A基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【跟踪短训跟踪短训】1(1)“在探究单摆周期与摆长的关系在探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径如图游标卡尺测量小球的直径如图3甲、乙所示测量方法正甲、乙所示测量方法正确的是确的是_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)图图3基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工实验时，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，

7、在摆球运动最低点的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、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图4a所所示光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电示光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值阻阻值R随时间随时间t变化图线如图变化图线如图b所示，则该单摆的振动周期所示，则该单摆的振动周期为为_，若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径，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，则该单摆的周期将倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将_(填填“变大变大”、“不变不变”或或“

8、变小变小”)，图，图b中的中的t将将_(填填“变大变大”、“不变不变”或或“变小变小”)基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验图图4基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验答案答案(1)乙乙(2)2t0变大变大变大变大基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验热点二对实验数据处理的考查热点二对实验数据处理的考查【典例典例2】 下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据：数据：摆长摆长l(m)0.50.60.81.1周期周期T2(s2)2.02.43.24

9、.4(1)利用上述数据在图利用上述数据在图5的坐的坐标系中描绘出标系中描绘出lT2图象图象(2)利用图象，取利用图象，取T24.2 s2时，时，l_m重力加速度重力加速度g_m/s2.图图5基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验答案答案(1)见解析见解析(2)1.059.86基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验【跟踪短训跟踪短训】2某同学在某同学在“用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的实验中进行了如下的操作：的操作：(1)用游标尺上有用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如个小格的游标卡尺测

10、量摆球的直径如图图6甲所示，可读出摆球的直径为甲所示，可读出摆球的直径为_cm.把摆球用细把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长L.图图6基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(2)用秒表测量单摆的周期当单摆摆动稳定且到达最低点用秒表测量单摆的周期当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为时开始计时并记为n1，单摆每经过最低点记一次数，当数，单摆每经过最低点记一次数，当数到到n60时秒表的示数如图时秒表的示数如图6乙所示，该单摆的周期是乙所示，该单摆的周期是T_s(结果保留三位有效数字结果保留三位

11、有效数字)(3)测量出多组周期测量出多组周期T、摆长、摆长L的数值后，画出的数值后，画出T2L图线如图图线如图6丙，此图线斜率的物理意义是丙，此图线斜率的物理意义是 ()基本实验要求基本实验要求实验热点聚焦实验热点聚焦拓展创新实验拓展创新实验(4)在在(3)中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小比，其大小 ()A偏大偏大 B偏小偏小 C不变不变 D都有可能都有可能(5)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度，他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期度，他采用的方法