人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 机械振动 5 实验用单摆测量重力加速度.ppt

(6)由,g与振幅大小无关,故A错误;开始计时时,过早按下秒表,周期偏大,则g偏小,即测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值,故B正确;测量周期时,误将摆球29次全振动的时间记为30次全振动的时间,则周期偏小,则g偏大,即测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值,故C错误;单摆的悬挂点细线松动,而摆长已测量完毕,则g偏小,即测得的重力加速度数值小于当地的重力加速度的实际值,故D正确。对点演练1.实验小组的同学做用单摆测量重力加速度的实验。(1)实验前他们根据单摆周期公式推导出了重力加速度的表达式,,其中l表示摆长,T表示周期。对于此式的理解,四位同学说出了自己的观点。同学甲:T一定时,g与l成正比同学乙:l一定时,g与T2成反比同学丙:l变化时,T2是不变的同学丁:l变化时,l与T2的比值是定值其中正确的是同学(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)的观点。?(2)实验室有如下器材可供选用:A.长约1m的细线B.长约1m的橡皮绳C.直径约2cm的均匀铁球D.直径约5cm的均匀木球E.停表F.时钟G.最小刻度为毫米的刻度尺实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的刻度尺,他们还需要从上述器材中选择。(填写器材前面的字母)?(3)他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,将其上端固定,下端自由下垂(如图所示)。用刻度尺测量悬点到之间的距离记为单摆的摆长l。?(4)在小球平稳摆动后,他们记录小球完成n次全振动的总时间t,则单摆的周期T=。?(5)如果实验得到的结果是g=10.29m/s2,比当地的重力加速度值大,分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果,并写出其中一种:??。?答案(1)丁(2)ACE(3)摆球球心(4)(5)见解析解析(1)重力加速度g的大小由单摆所在空间位置决定,而与摆长和周期的大小无关;表达式为计算式,可知l变化时,T2是变化的,但是l与T2的比值不变,故正确的是同学丁的观点。(2)单摆模型中,摆球密度要大,体积要小,空气阻力的影响才小,故要选择直径约2cm的均匀铁球;摆线应选择长度1m左右的细线,不能用橡皮绳,否则摆长会变化;停表可以控制开始计时和结束计时的时刻,故还需要A、C、E。(3)摆长为悬点到球心之间的距离。(4)根据题意可知,周期。(5)g比当地的重力加速度值大,根据表达式可知,可能是周期偏小(即可能是振动次数n计多了或在计时的时候停表开始计时晚了)、可能是测得的摆长l偏大(从悬点量到了小球底部记为摆长)。探究点二创新方案的设计【例2】某同学想在家做用单摆测量重力加速度的实验,但没有合适的摆球,他找来一块体积约为3cm3、外形不规则的金属块代替摆球,用细线将金属块系好并悬挂于O点,金属块与细线结点为M,如图所示。(1)拉开金属块,由静止释放,从它摆到(选填“最高点”或“最低点”)开始计时,若金属块完成n次全振动所用的时间为t,则摆动周期T=;?(2)该同学用OM的长度l作为摆长,多次改变摆长记录多组l、T值。若用公式法计算出各组的重力加速度,再取平均值,那么得到的重力加速度与真实值相比(选填“偏大”或“偏小”);?(3)为此该同学想改用图像法,以T2为纵坐标,l为横坐标,作出T2-l图像。如果其他操作都无误,则他作出的图像可能是图中的(选填“a”“b”或“c”);然后根据图像的斜率k,就可测出该地的重力加速度g=。?对点演练2.(2023湖北襄阳高二期末)某同学用图甲所示的装置研究单摆运动的规律,让摆球在竖直平面内摆动,用力传感器得到细线对摆球拉力F的大小随时间t变化的图线如图乙所示,小球经过最低点时为计时起点。(1)下列说法正确的有;?A.摆角应尽可能大B.摆线应适当长些C.摆球应选择密度大、体积小的实心金属小球(2)由图乙可知该单摆的运动周期为s,该同学用游标卡尺测量小球的直径如图丙所示,其读数为mm。?答案(1)BC(2)215.65解析(1)在摆角小于5°的情况下单摆的运动可以看作简谐运动,实验时摆角不能太大,不能超过5°,故A错误;实验中,摆线的长度应远大于摆球的直径,适当增加摆线的长度,可以减小实验误差,故B正确;为减小空气阻力的影响,应选择密度较大的实心金属小球作为摆球,故C正确。(2)单摆经过最低点时,速度最大,据牛顿第二定律知,单摆经过