新教材2024-2025学年高中物理第2章机械振动分层作业13实验：用单摆测量重力加速度教科版选择性必修第一册

其次章分层作业13试验:用单摆测量重力加速度A级必备学问基础练1.在用单摆测量重力加速度的试验时。(1)为了减小测量周期时的误差,摆球应在经过最(选填“高”或“低”)点时起先计时。(2)某同学测得的g值偏大,其缘由可能是。

A.摆球质量太大B.试验室的海拔太高C.把n次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间2.在用单摆测重力加速度的试验中。(1)下面叙述正确的是。(填选项前的字母)

A.选用长1m左右的细棉线B.选用长50cm左右的弹性细线C.选用直径约为2cm的实心钢球D.选用直径约为2cm的空心木球E.选用如图甲所示的缠绕悬挂方式F.选用如图乙所示的夹紧悬挂方式(2)试验中测出单摆的摆线长为l、摆球直径为d、单摆完成n次全振动所用的时间为t,则重力加速度g=。(用l、d、n、t表示)

(3)测得的重力加速度的值比当地重力加速度的值偏小,可能的缘由是。

A.摆球的质量偏大B.单摆振动的振幅偏小C.计算摆长时没有加上摆球的半径D.将实际振动次数n误记成n+13.在用单摆测量重力加速度的试验中。(1)须要记录的数据有:小钢球的直径d、摆线长l和周期T。(2)用游标卡尺测小钢球的直径如图甲所示,则直径d为mm。

甲(3)摆长L的表达式为。(用字母表示)

(4)多次变更摆长使单摆做小角度摇摆,测量摆长L及相应的周期T,作出的T2-L图像为一条过原点的倾斜直线,如图乙所示。已知倾斜直线的斜率是k,则可测得此地重力加速度g=。(用π和k表示)

乙B级关键实力提升练4.依据单摆周期公式,可以通过试验测量当地的重力加速度。(1)如图甲所示,组装单摆时,应在下列器材中选用。

甲A.长度为1m左右的细线B.长度为30cm左右的细线C.直径为1.8cm的塑料球D.直径为1.8cm的铁球(2)为使重力加速度的测量结果更加精确,以下是试验过程中的一些做法,其中正确的有。A.在摆球运动的过程中,必需保证悬点固定B.摆线偏离平衡位置的角度不能太大C.测量周期时应当从摆球运动到最高点时起先计时(3)测出悬点O至小球球心的距离(摆长)l及单摆完成n次全振动所用的时间t,则重力加速度g=。(用l、n、t表示)

(4)用上面的方法测得的g值比当地重力加速度的实际值偏大,可能的缘由是。

A.摆球的质量偏大B.计算摆长时,把悬线长当作了摆长C.摇摆的偏角偏小D.测量周期时,误将n次全振动数为(n+1)次全振动(5)某同学在试验中变更摆长重复试验,他只测出了悬线的长度l'及对应的周期T,得到几组数据,再以l'为横坐标,T2为纵坐标作出T2-l'图线如图乙所示。已知图线与纵轴的截距为b1,图线上P点坐标为(a,b2),则由此计算重力加速度g=。(用题中字母表示)

乙5.在用单摆测量重力加速度的试验中。(1)为了利用单摆较精确地测出重力加速度,可选用的器材为。

A.20cm长的牢固的细线、小木球、停表、米尺、铁架台B.100cm长的牢固的细线、小钢球、停表、米尺、铁架台C.100cm长的牢固的细线、大木球、停表、50cm量程的刻度尺、铁架台D.100cm长的牢固的细线、大钢球、大挂钟、米尺、铁架台(2)利用如图所示的方式测量单摆摆长l为cm。

(3)为了减小测量周期的误差,摆球应在经过最(选填“高”或“低”)点时起先计时,并计数为1,摆球每次通过该位置时计数加1,当计数为51时,所用的时间为t,则单摆周期为。

(4)某同学用一个铁锁代替小球做试验。只变更摆线的长度,测量了摆线长度分别为l1和l2时单摆的周期T1和T2,则可得重力加速度g=。(用测出的物理量表示)

6.在用单摆测定重力加速度的试验中,若匀称小球在垂直纸面的平面内做小幅度的摇摆,悬点到小球顶点的细线长l,小球直径为d,将激光器与传感器左右对准,分别置于摆球的平衡位置两侧,激光器连续向左放射激光束。在摆球摇摆过程中,当摆球经过激光器与传感器之间时,传感器接收不到激光信号。将其信息输入计算机,经处理后画出相应图线。图甲为该装置示意图,图乙为所接收的激光信号I随时间t变更的图线,横坐标表示时间,纵坐标表示接收到的激光信号强度。(1)在试验中,若摆线的长度l可以精确测量,摆球直径遗忘测量,现运用同一摆球,多次变更摆线长度l,并测得每一次相应的摇摆周期T,用作图法进行数据处理,下列说法正确的是。

A.l与T不是线性关系,作l-T图像时不能用直线连接各点B.l与T2是线性关系,l-T2图像与纵轴的交点肯定值表示摆球半径C.l与T2是线性关系,其l-T2图像的斜率与精确测量摆长l0和周期T0作出的l0-T0D.l与T2是线性关系,但不能测出当地重力加速度(2)由已知量(l、d、t0、Δt)可以求出,当地重力加速度大小的计算公式g=。

(3)关于上述试验,下列说法正确的是。

A.为了减小试验误差,应当让摆线偏离竖直位置的夹角尽可能大些B.若增大摆球半径,时间间隔t0将变大C.假如将摆球换成质量更小(半径不变)的塑料球,对试验不产生影响D.假如将试验用的摆线换成弹性细橡皮筋,对试验没有影响答案：1.答案(1)低(2)C解析(1)摆球经过最低点时速度最大,对于相等的距离引起的时间误差最小,测得的周期误差最小,则摆球应在经过最低点时起先计时。(2)由T=2πlg可知,摆球的质量不影响g值的计算,所以摆球质量太大不是测量结果偏大的缘由,故A错误;海拔越高,重力加速度越小,明显不是测量结果偏大的缘由,故B错误;若将n次全振动的时间误作为(n+1)次全振动的时间,则测得的周期偏小,依据单摆的周期公式T=2πlg,可知测得的2.答案(1)ACF(2)2n2解析(1)由单摆周期公式T=2πlg,可得g=4(2)悬挂点到摆心的距离为l+d2,单摆周期为T=t则重力加速度为g=4π(3)依据g=2n2π2(2l+d3.答案(2)18.6(3)l+d2(4)解析(2)由题图甲可得直径为d=18mm+6×0.1mm=18.6mm。(3)由题意可得摆长为L=l+d2(4)由单摆周期公式T=2πLg得T2=4π所以T2-L图像的斜率为k=4π2g,解得4.答案(1)AD(2)AB(3)4π2n2l解析(1)为了减小测量误差,摆线应选较长的,摆球应选密度较大的,故A、D正确。(2)为使重力加速度的测量结果更加精确,在摆球运动的过程中,必需保证悬点固定,防止振动过程中摆长变更,故A正确;摆线偏离平衡位置的角度不能太大,一般不超过5°,故B正确;测量周期时应当从摆球运动到最低点时起先计时,这样会减小误差,故C错误。(3)单摆周期为T=tn,由T=2πlg,解得g=(4)依据g=4π2lT2知,重力加速度与摆球的质量和摇摆的偏角无关,故A、C错误;把悬线长当作了摆长,则摆长偏小,依据g=4π2l(5)由单摆周期公式得T=2πlg=2πl'+rg,解得T2=结合图像的斜率k=4π2g=5.答案(1)B(2)91.60(3)低t25(4)解析(1)试验中应采纳长1m左右、长度不发生变更的细线,体积小、质量大的金属球,故选B。(2)刻度尺的最小刻度为1mm,由题图读出悬点到球上端a点的距离为90.80cm,球的直径为92.40cm-90.80cm=1.60cm,则单摆摆长l为90.80cm+1.602cm=(3)摆球经过最低点时速度最大,在相等的距离误差上引起的时间误差最小,测的周期误差最小,所以为了减小测量周期的误差,摆球应在经过最低点时起先计时。由题分析可知,单摆全振动的次数为51-12=(4)设摆线与铁锁连接处到铁锁重心的距离为r,由T=2πlg,可得T1=2πl1+rg,T2=2π6.答案(1)ABC(2)π2(解析(1)由单摆周期公式有T=2πl+d2g,整理得l=g4π2T2-d2,可见l与T不是线性关系,作l-T图像时不能用直线连接各点;l与T2是线性关系,