机械振动与机械波-用单摆测定重力加速度..doc

用单摆测定重力加速度 【例1】针对利用单摆测重力加速度的实验,下面各种对实验误差的影响的说法中正确的是 ( ) A.在摆长和时间的测量中,时间的测量对实验误差影响较大 B.在摆长和时间的测量中,长度的测量对实验误差影响较大 C.将振动次数n记为n+1,测算出的g值比当地的公认值偏大 D.将摆线长当做摆长,未加摆球的半径测算出的g值比当地的公认值偏大 答案 AC 【例2】下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据: 摆长L/m 0.5 0.6 0.8 1.1 周期平方T2/s2 2.2 2.4 3.2 4.8 (1)利用上述数据.在图中坐标系中描出L-T2图象. (2)利用图象,取T2=5.2 s2时,则L= m.重力加速度g= m/s2. 答案 (1)如下图所示 (2)1.3 9.86 【例3】假设我们已经进入了航天时代,一个由三名高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往X星球,准备用携带的下列器材测量X星球表面的重力加速度gx,这些器材是: A.钩码1盒,质量未知且各钩码质量不等 B.重锤1个,质量未知 C.带孔金属小球一个,直径已知为d D.太阳能电池板一块,输出的直流电压可满足测量要求 E.无弹性丝线若干根 F.导线,开关若干 G.刻度尺1把 H.测力计1个 I.天平1台(含砝码1盒) J.打点计时器1台(含复写纸、纸带) K.电子秒表1只 L.带有光控计时器的实验平板一块(在平板两端各有一个光控门,同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块,该器材可用来测量滑块从一个光控门运动到另一个光控门的时间) M.支架(能满足实验所需的固定作用) 到达X星球后,三名学生从以上器材中选择各自所需的器材(同一器材可以重复选用),用不同的方法各自独立地测出了重力加速度gx的值.现请你完成他们所做的实验. 答案 实验一: (1)器材有A,H,I. (2)主要的实验步骤是: ①选取一个合适的钩码,用天平测出其质量m; ②用测力计测出该钩码的重力F; ③计算重力加速度的表达式为gx=. 实验二: (1)选用的器材有C,E,G,K,M. (2)主要的实验步骤是: ①组装并安装好单摆,测出摆线长度l; ②测出几次全振动的时间t,算出周期T=; ③由单摆周期公式可得gx=. 实验三: (1)选用的器材有G,L,M. (2)主要的实验步骤是: ①将带光控计时器的平板用支架竖直架稳; ②测量两个光控门之间的距离h; ③把滑块从上面的一个光控门处自由释放,读出下落时间t. 由公式h=gt2可知gx=. 1.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中,有人提出以下几点建议: 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开始计时,经过一次全振动后停止计时,用此时间间隔作为单摆振动的 周期 其中对提高测量结果精确度有利的是 . 答案 AC 2.某同学在做利用单摆测重力加速度的实验中,先测得摆线长为97.50 cm,摆球直径为2.00 cm,然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间,如图所示.则: (1)该摆摆长为 cm,秒表所示读数为 s. (2)如果测得的g值偏小,可能的原因是 . A.测摆线长时摆线拉得过紧 B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了 C.开始计时时,秒表按下过迟 D.实验中误将49次全振动次数记为50次 答案 (1)98.50 99.8 (2)B 3.将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外),如图甲所示,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L,并通过改变L而测出对应的摆动周期T,再以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图象,那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g. (1)现有如下测量工具:A.时针;B.秒表;C.天平;D.毫米刻度尺.本实验所需的测量工具有 . (2)如果实验中所得到的T2-L关系图象如图乙所示,那么真正的图象应该是a、b、c中的 . (3)由图象可知,小筒的深度h= m;当地g= m/s2. 答案 (1)B、D (2)a (3)0.3 9.86 4.在“用单摆测定重力加速度”的实验中,(1)测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为 ;(2)测周期时,当摆球经过 位置时开始计时并计数1次,测出经