2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 5 學(xué)生實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)定重力加速度自我小測(cè) 教科版選修3-4.doc
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2019-2020年高中物理 第1章 機(jī)械振動(dòng) 5 學(xué)生實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)定重力加速度自我小測(cè) 教科版選修3-4 1.一位同學(xué)用單擺做測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn),他將擺掛起后,進(jìn)行了如下步驟: A.測(cè)擺長(zhǎng)l:用米尺測(cè)量出擺線長(zhǎng)度; B.測(cè)周期T:將擺球拉起,然后放開(kāi),在擺球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),同時(shí)將此次通過(guò)最低點(diǎn)作為第一次,接著一直數(shù)到第60次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),按秒表停止計(jì)時(shí),讀出這段時(shí)間,算出單擺周期; C.將所測(cè)得的l和T值代入單擺的周期公式中,算出g,將它作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)入報(bào)告中去. 請(qǐng)指出上述步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方,并加以改正. 2.有五個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn),各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于下表,若每位同學(xué)用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度,用秒表測(cè)時(shí)間的技術(shù)水平都一樣,那么________組測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確,由此計(jì)算出的重力加速度的大小約為_(kāi)_______. 實(shí)驗(yàn)條件、數(shù)據(jù)記錄表格: 組別 擺球材料 最大偏角 擺長(zhǎng)(m) 全振動(dòng)次數(shù) 所測(cè)時(shí)間(s) A 木 5 0.41 10 23.6 B 鉛 4 0.50 50 87.2 C 鐵 4 0.80 50 90.0 D 銅 15 0.60 30 70.8 E 鉛 15 0.80 30 71.8 3.利用單擺測(cè)重力加速度時(shí),若測(cè)得g值偏大,則可能是因?yàn)椋ā 。? A.單擺的擺錘質(zhì)量偏大 B.測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),只考慮了懸線長(zhǎng),忽略了小球的半徑 C.測(cè)量周期時(shí),把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(n+1)次全振動(dòng) D.測(cè)量周期時(shí),把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(n-1)次全振動(dòng) 4.細(xì)長(zhǎng)輕繩下端拴一個(gè)小球構(gòu)成單擺,在懸掛點(diǎn)正下方擺長(zhǎng)的中點(diǎn)處有一個(gè)能擋住擺線的釘子A,如圖所示.現(xiàn)將單擺向左拉開(kāi)一個(gè)小角度,然后無(wú)初速釋放.對(duì)于以后的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( ?。? A.?dāng)[球往復(fù)運(yùn)動(dòng)一次的周期比無(wú)釘子時(shí)的單擺周期小 B.?dāng)[球在左、右兩側(cè)上升的最大高度相同 C.?dāng)[球在平衡位置左、右兩側(cè)走過(guò)的最大弧長(zhǎng)相等 D.?dāng)[球在平衡位置右側(cè)的最大擺角是左側(cè)的兩倍 5.某同學(xué)要利用單擺測(cè)定重力加速度,但因無(wú)游標(biāo)卡尺而沒(méi)有辦法測(cè)定擺球直徑,他將擺球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線懸掛起來(lái)后,改變擺線的長(zhǎng)度測(cè)了兩次周期,從而算出了重力加速度.則計(jì)算重力加速度的公式是( ?。? A. B. C. D. 6.某學(xué)生利用單擺測(cè)定重力加速度,在以下各實(shí)驗(yàn)步驟中有錯(cuò)誤的是( ?。? A.在未懸掛之前先測(cè)定好擺長(zhǎng) B.測(cè)量擺長(zhǎng)為10 cm C.將擺長(zhǎng)拉離平衡位置,偏角約15后釋放,讓其在豎直平面內(nèi)振動(dòng) D.當(dāng)擺球第一次通過(guò)平衡位置時(shí),啟動(dòng)秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)擺球第三次通過(guò)平衡位置時(shí),止動(dòng)秒表,記下時(shí)間 7.在“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中,由單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式得到,只要測(cè)出多組單擺的擺長(zhǎng)l和運(yùn)動(dòng)周期T.作出T2-l圖像,就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋碚撋蟃2-l圖像是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線,某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖像如圖所示. (1)造成圖像不過(guò)原點(diǎn)的原因是________; (2)由圖像求出的重力加速度g=________ m/s2. 8.某同學(xué)在做“用單擺測(cè)重力加速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí),測(cè)量5種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期,記錄數(shù)據(jù)如下: 擺長(zhǎng)l/m 0.500 0 0.800 0 0.900 0 1.000 0 1.200 0 周期T/s 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20 T2/s2 2.02 3.20 3.61 4.00 4.84 (1)以擺長(zhǎng)為橫坐標(biāo),周期的平方為縱坐標(biāo),根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖中畫(huà)T2-l圖線; (2)求出此圖線的斜率; (3)由此圖線求出重力加速度. 參考答案 1答案:見(jiàn)解析 解析:A中,單擺的擺長(zhǎng)定義是懸點(diǎn)到擺球重心的距離,擺線長(zhǎng)并不是擺長(zhǎng),擺長(zhǎng)等于擺線長(zhǎng)加上擺球半徑,擺球直徑可用游標(biāo)卡尺來(lái)測(cè)量; B中,擺球在某次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí),同時(shí)將此次作為第一次通過(guò)最低點(diǎn),到60次停表時(shí),實(shí)際是29個(gè)半周期,周期T應(yīng)為; C中,應(yīng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)(改變擺長(zhǎng),重新測(cè)量),取g的平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果. 2答案:C 9.74 m/s2 解析:A組不能滿足實(shí)驗(yàn)中如下條件:(1)應(yīng)用質(zhì)量較大的球作擺球,使實(shí)際擺更接近理論上的單擺;(2)擺線長(zhǎng)應(yīng)在1 m左右;(3)全振動(dòng)次數(shù)應(yīng)在30~50次之間.B組同上. D組不能滿足利用單擺周期公式來(lái)測(cè),要求偏角要小于10,擺線長(zhǎng)也略短,不滿足實(shí)驗(yàn)要求,測(cè)量擺線長(zhǎng)的相對(duì)誤差也要大一些.E組同上.C組正確,將數(shù)據(jù)代入公式可得g=9.74 m/s2. 3答案:C 解析:由單擺的周期可知:,即周期與擺錘質(zhì)量無(wú)關(guān),只與擺長(zhǎng)和當(dāng)?shù)刂亓铀俣扔嘘P(guān),即A錯(cuò).測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí),忽略小球的半徑,則測(cè)得g值會(huì)偏小,B錯(cuò).若把n次全振動(dòng)誤認(rèn)為是(n+1)次全振動(dòng),則周期會(huì)變小,即重力加速度g會(huì)變大. 4答案:AB 解析:擺線與釘子相碰以后,擺長(zhǎng)變短,設(shè)原來(lái)擺長(zhǎng)為L(zhǎng),碰后擺長(zhǎng)為L(zhǎng)′,則碰前,碰后,則T>T′,故A對(duì).?dāng)[球在擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒,故上升的最大高度相同,B對(duì).?dāng)[球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,由圖知最低點(diǎn)左、右兩側(cè)弧長(zhǎng)不相等,C錯(cuò). 與釘子碰后,設(shè)偏角為θ,碰前偏角為α,則θ=2β,又β<α,故θ<2α,D錯(cuò). 5答案:B 解析:設(shè)擺球重心到球與擺線連接點(diǎn)距離為d,兩次測(cè)得擺長(zhǎng)分別為l1和l2,對(duì)應(yīng)周期為T1和T2. 則有,,兩式聯(lián)立可得,B正確. 6答案:ABCD 解析:擺長(zhǎng)是懸點(diǎn)到小球球心的距離,應(yīng)先拴好單擺再測(cè)擺長(zhǎng),且擺線以約1 m為宜,故A、B錯(cuò)誤;單擺只有在偏角小于10時(shí),才近似認(rèn)為是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),其周期才滿足公式,故C錯(cuò)誤;測(cè)周期時(shí),應(yīng)先測(cè)30~50次全振動(dòng)的時(shí)間,再計(jì)算出平均周期,且應(yīng)以小球某次經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),故D也錯(cuò)誤. 7答案:(1)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)漏測(cè)球的半徑r (2)9.87 解析:(1)據(jù)和題圖所示圖線的特點(diǎn)可知,擺長(zhǎng)中少計(jì)了1 cm,即測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)漏測(cè)球的半徑r. (2). 8答案:(1)見(jiàn)解析圖?。?)400 (3)9.86 m/s2 解析:(1)建立T2-l坐標(biāo)系,根據(jù)表中數(shù)據(jù)選取適當(dāng)標(biāo)度,然后描點(diǎn)、作圖,如圖所示. (2)由圖線知,直線斜率k=4.00 s2/m. (3)由周期公式可得 因此直線斜率,即.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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