《备考指南 物理 》课件-选修3-4 实验1

机械振动和光学(选考)选修3－4

实验用单摆测定重力加速度栏目导航01知识梳理回顾02考点各个击破03配套训练知识梳理回顾14．改变摆长，重复上述步骤．5．将测得的重力加速度值与当地重力加速度值进行对比，分析误差产生的可能原因．五、注意事项1．摆线要取1m左右，不要过长或过短：太长测量不方便，太短摆动太快，不易计数．并且要选择细而不易伸长的线．2．摆长要待悬挂好球后再测，不要先测再系小球，因为悬挂摆球后细绳难免有伸长形变．3．单摆悬线上端不能随意卷在铁架台或铁夹上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时出现摆线下滑摆长改变的情况．4．计算摆长时要将悬线长加上摆球半径．不要漏掉加摆球半径．5．摆球要选体积小密度大的，这样可以减小空气阻力的影响．2．误差分析项目产生原因减小方法偶然误差(1)测量时间(单摆周期)时产生误差(2)测量摆长时产生误差(1)多次测量再求平均值或用图像法(2)计时要从单摆经过平衡位置时开始(3)不要多记或漏记全振动的次数系统误差主要来源于单摆模型本身(1)摆球要选体积小、密度大的(2)最大摆角要小于10°(3)单摆要在同一竖直平面内摆动，不要成为圆锥摆考点各个击破2实验记忆口诀：轻绳重球铁架台，竖直平面小角摆；先做单摆后测长，线长半径两不忘；低点数数把时计，三五十次算周期；停表计数不估读，改变摆长多组数；计算平均误差小，作图方法更美妙．考点1实验操作及注意事项例1

(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径分别如图甲、乙所示．测量方法正确的是__________(填“甲”或“乙”)．

【答案】(1)乙(2)①18.6②ABE练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”)．(1)把单摆从平衡位置拉开约5°释放．_____________(2)在摆球经过最低点时启动秒表计时．_______________(3)把秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期．__________________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.【答案】(1)是(2)是(3)否20.685(20.683～20.687)摆长数据组编号摆长/mm摆球质量/g周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.4【解析】单摆做简谐运动要求摆角小，单摆从平衡位置拉开约5°释放满足此条件．因为最低点位置固定、容易观察，所以在最低点启动秒表计时．摆球一次全振动的时间太短不易读准，误差大，应测多个周期的时间求平均值．表中数据可以初步判断单摆周期随摆长的增大而增大．例2

(2019届南充模拟)下表是在“用单摆测重力加速度”的实验中获得的有关数据：考点2实验数据及误差分析摆长l/m0.50.60.81.1周期T2/s22.02.43.24.4(1)利用上述数据在下图的坐标系中描绘出l－T2图像．(2)利用图像，取T2＝4.2s2时，l＝______m，重力加速度g＝______m/s2.【答案】见解析练3

某同学探究影响单摆周期的因素．(1)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，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是______(填字母代号)．A．保证摆动过程中摆长不变B．可使周期测量得更加准确C．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(2)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到摆球的最低端的长度l＝0.9990m．再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示．则该摆球的直径为______mm，单摆摆长为______m.(3)下列振动图像真实描述了对摆长约为1m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，A、B、C均为30次全振动的图像．已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26.