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专题10.3本专题实验【练】
1.(2022·上海嘉定·二模)在“用单摆测重力加速度”的实验中,某同学测得悬线的长度为SKIPIF10,摆球的直径为SKIPIF10,则该单摆的摆长为_________。若实验时,摆线上端未牢固地系于悬点,量好摆长后摆动中出现松动,则测得的重力加速度数值将_________(填“偏小”、“偏大”或者“不变”)。
2.(2022·北京八十中模拟预测)某研究性学习小组在进行“用单摆测量重力加速度”的实验中(实验装置如图甲所示),已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于SKIPIF10。在测量单摆的周期时,从单摆运动到最低点开始计时且记数为1,到第SKIPIF10次经过最低点所用的时间为SKIPIF10。在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为SKIPIF10,再用螺旋测微器测得摆球的直径为SKIPIF10(读数如图乙所示)。
①从图乙可知,摆球的直径为SKIPIF10_________SKIPIF10。
②小组某同学认为单摆周期为SKIPIF10,你认为是否正确_________。(A.正确;B.不正确)
③用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式SKIPIF10_________。
④在测量时,由于操作失误,致使摆球不在同一竖直平面内运动,而是在一个水平面内做圆周运动,如图所示,这时如果测出摆球做这种运动的周期,仍用单摆的周期公式求出重力加速度,则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相比_________(填偏大、偏小、不变),说明理由___________。
3.(2022·上海松江·二模)某同学用图(a)所示的沙漏摆研究单摆的运动规律。实验中,木板沿图示O’O方向移动,根据漏在板上的沙描出了如图(b)所示的图形,然后分别沿中心线OO’和沙漏摆摆动方向建立直角坐标系,并测得图中Oa=ab=bc=cd=s,则:
(1)该同学认为此图像经过适当处理可看成单摆的振动图像,则其横坐标表示的物理量应为_________;
(2)若该同学利用计时器测得沙漏摆的周期为T,则木板移动的速度表达式为v=___________;
(3)该同学利用该装置测定当地的重力加速度,他认为只有少量沙子漏出时,沙漏重心的变化可忽略不计,但是重心位置不确定,于是测量了摆线的长度L,如果此时他直接利用单摆周期公式计算重力加速度,则得到的重力加速度值比真实值__________(选填“偏大”、“偏小”、“相等”)若要避免由于摆长无法准确测量产生的误差,则可通过改变沙漏摆的摆线长L,测出对应的周期T,并绘制____________图像,根据图像的斜率可求得重力加速度,此时________________________表示沙漏摆的重心到摆绳下端的距离。
4.(2022·内蒙古·海拉尔第二中学模拟预测)某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时:
(1)如果他测得的g值偏小,可能的原因是_______。
A.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,使周期变大
B.开始计时时,秒表过迟按下
C.实验中误将49次全振动数次数记为50次
(2)为了提高实验精度,在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与SKIPIF10的数据如图1所示,再以l为横坐标,T2为纵坐标将所得数据连成直线,并求得该直线的斜率为k,则重力加速度g=_______。(用k表示)
(3)同学还利用计算机绘制了a、b两个摆球的振动图像(如图2),由图可知,两单摆摆长之比SKIPIF10_______。在t=1s时,b球振动的方向是_______。
5.(2022·福建·上杭一中模拟预测)某小组同学用如图1所示的DIS二维运动实验系统研究单摆在运动过程中机械能的转化和守恒(忽略空气阻力)。实验时,使发射器(相当于摆球)偏离平衡位置后由静止释放,使其在竖直平面内摆动。系统每隔0.02s记录一次发射器的位置,多次往复运动后,在计算机屏幕上得到的发射器在竖直平面内的运动轨迹如图2所示。(当地的重力加速度g=9.8m/s2)
(1)在运动轨迹上选取适当区域后。点击“计算数据”,系统即可计算出摆球在所选区域内各点的重力势能、动能及总机械能,并绘出对应的图线,如图3所示。由图3可知,此单摆的周期为___________s。是否可以根据单摆的周期公式计算此摆的摆
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