新教材适用高中物理第二章机械振动5.实验：用单摆测量重力加速度课后习题新人教版选择性必修第一册

.试验:用单摆测量重力加速度基础巩固1.(多选)在做用单摆测量重力加速度的试验中,以下几点建议中对提高测量结果精确度有利的是()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起先计时,经过1次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆振动的周期答案:AC解析:适当加长摆线有利于测量摆长,使相对误差减小,另外有利于限制摆角不过大,因此选项A正确;质量相同、体积不同的摆球,应选用体积较小的,以减小摇摆过程中空气阻力的影响,选项B错误;单摆偏离平衡位置的角度不能太大,因为若偏角太大,单摆的运动就不能看作简谐运动,选项C正确;经过1次全振动后停止计时,所测时间偶然误差过大,应测量多次全振动的时间再求平均值,以减小偶然误差,选项D错误。2.利用单摆测量重力加速度时,若测得g值偏大,则可能是因为()A.单摆的摆球质量偏大B.测量摆长时,只考虑了悬线长,忽视了小球的半径C.测量周期时,把n次全振动误认为是(n+1)次全振动D.测量周期时,把n次全振动误认为是(n-1)次全振动答案:C解析:由单摆周期公式知T=2πlg,得g=4π2lT2,而3.试验小组的同学们用如图所示的装置做用单摆测量重力加速度的试验。(1)用l表示单摆的摆长,用T表示单摆的周期,重力加速度g=。

(2)试验时除用到停表、刻度尺外,还应当用到下列器材中的(选填选项前的字母)。A.长约1m的细线B.长约1m的橡皮绳C.直径约1cm的匀称铁球D.直径约10cm的匀称木球(3)选择好器材,将符合试验要求的单摆悬挂在铁架台上,应采纳图(选填“甲”或“乙”)所示的固定方式。

(4)将单摆正确悬挂后进行如下操作,其中正确的是(选填选项前的字母)。

A.测出摆线长作为单摆的摆长B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动C.在摆球经过平衡位置时起先计时D.用停表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期(5)乙同学测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值,造成这一状况的缘由可能是(选填选项前的字母)。

A.起先摇摆时振幅较小B.起先计时时,过早按下停表C.测量周期时,误将摆球(n-1)次全振动的时间记为n次全振动的时间答案:(1)4π2解析:(1)由周期公式T=2πlg得g=4(2)为减小试验误差应保持摆线的长度不变,则A正确,B错误;为减小试验误差,摆球密度要大,体积要小,则C正确,D错误。(3)悬点要固定,则为题图乙。(4)摆长等于摆线的长度加上摆球的半径,A错误;应把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放,使之做简谐运动,故B正确;应在摆球经过平衡位置时起先计时,C正确;把停表记录摆球1次全振动的时间作为周期,误差较大,应采纳累积法测量周期,D错误。(5)由T=2πlg得g=4π2lT2。振幅大小与g无关,故A错误;起先计时时,过早按下停表,所测周期偏大,则g偏小,B正确;测量周期时,误将摆球(实力提升1.下表是用单摆测量重力加速度试验中获得的有关数据:摆长l/m0.40.50.60.81.01.2周期二次方T2/s21.62.22.43.24.04.8(1)利用上述数据,在图中描出l-T2的图像。(2)利用图像,取T2=5.2s2时,l=m,重力加速度g=m/s2。

答案:(1)见解析图(2)1.39.86解析:(1)描点作图如图所示。(2)由图可知当T2=5.2s2时,l=1.3m,将它代入g=4πg=4π2lT2=42.在用单摆测量重力加速度的试验中,由于单摆做简谐运动的周期T=2πlg,于是有T2=4π2gl。变更单摆的摆长,只要测出摆长及相应的振动周期,作出T2-l图像,就可求出当地的重力加速度。T2-l图像应为经过坐标原点的直线。某学生在试验中作出的T(1)造成图线不过原点的缘由是。

A.每次都将n个周期的时间记成(n+1)个周期的时间B.每次测摆长时,都将摆线长当成了摆长C.每次试验时,摆球的振幅都不同D.每次试验时,摆球的质量都不同(2)依据以上分析,可求得当地的重力加速度g=。(取π2=9.87)

答案:(1)B(2)9.87m/s2解析:(1)若测量正确,纵坐标为0时,横坐标也应当为0。现在纵坐标为0的点对应的横坐标为负值,说明横坐标偏小,即摆长偏小,计算摆长时少加了摆球的半径,故选项B正确。(2)由单摆的周期公式得T2=4π2gl,T2-l图像应为过原点的直线。若l少加了摆球半径r,整个T2-l图像将左移,而图线斜率不变。因图线斜率k=4π2g,所以g=43.某同学在用单摆测量重力加速度的试验中进行了如下的操作:(1)用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示,可读出摆球的直径为cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长为l。

(2)用停表测量单摆的周期。当单摆摇摆稳定且到达最低点时起先计时并记为n=1,单摆每经过最低点计一次数,当数到n=60时按下停表,停表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=s(结果保留三位有效数字)。

(3)测量出多组周期T、摆长l的数值后,画出T2-l图线如图丙所示,此图线斜率的物理意义是。

A.g B.1C.4π2g答案:(1)2.06(2)2.28