人教版高考物理一轮总复习精品课件 第7单元 机械振动与机械波 第19讲 机械振动.ppt

(2)用50分度的游标卡尺测量小球的直径,如图甲所示,读数是mm;用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图乙所示,停表读数为s。甲乙17.50100.2(3)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后,同学甲说:因为空气浮力与摆球重力方向相反,它对球的作用相当于重力加速度变小,因此振动周期变大,乙同学说:浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验,因此振动周期不变,这两个同学的说法中。?A.甲正确B.乙正确C.都错误A解析(1)实验时摆角不能太大,A错误;实验中,摆线的长度应远远大于摆球的直径,适当增加摆线的长度,可以减小实验误差,B正确;减小空气阻力的影响,选择密度较大的实心金属小球作为摆球,C正确;用停表测量周期时,应从球到达平衡位置开始计时,这样误差小一些,D错误。(2)由题图甲可看出,游标尺上的第25条刻度线与主尺上的4.2cm刻度线对齐了,则游标尺的零刻度线与此刻度线之间的距离为25×mm=24.5mm,因4.2cm-24.5mm=17.5mm,则游标尺的零刻度线应在17~18mm之间,游标尺读数为25×0.02mm=0.50mm,则游标卡尺读数为17mm+0.50mm=17.50mm;由题图乙可知,分针示数超过了半刻线,停表示数为60s+40.2s=100.2s。(3)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后,物体不只受重力,加速度也不是重力加速度,实际加速度要减小,因此振动周期变大,甲同学说法正确。考向2数据处理与误差分析典例2某同学用单摆测量重力加速度。(1)为了减少测量误差,下列做法正确的是;?A.摆的振幅越大越好B.摆球质量大些、体积小些C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D.计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处BC(2)改变摆长,多次测量,得到周期二次方与摆长的关系图像如图所示,所得结果与当地重力加速度值相符,但发现其延长线没有过原点,其原因可能是。?A.测周期时多数了一个周期B.测周期时少数了一个周期C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D.将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长C解析(1)单摆在摆角很小的情况下才做简谐运动,单摆的摆角不能太大,否则单摆将不做简谐运动,故A错误;实验尽量选择质量大、体积小的小球,减小空气阻力,减小实验误差,故B正确;为了减小实验误差,实验选择细一些、长度适当、伸缩性小的绳子,故C正确;物体在平衡位置(最低点)速度最大,计时更准确,故D错误。变式练某同学用单摆测定当地的重力加速度g。(1)如图所示,用游标卡尺测摆球直径。摆球直径d=mm。?16.50(2)实验操作步骤如下:A.取一根细线,下端系住一个金属小球,上端固定在铁架台上;B.用刻度尺(最小刻度为1mm)测得摆线长l;C.在摆线偏离竖直方向较小夹角的位置由静止释放小球;D.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=;E.改变摆线长,重复B、C、D的操作。该同学采用两种方法处理实验数据。第一种方法:根据每一组T和l,利用求出多组g值,然后计算g值的平均值,求得当地的重力加速度g。第二种方法:根据每一组T和l,在图中描点,然后连线;根据图线的斜率,求出当地的重力加速度g。①如果实验中测量摆线长l和单摆周期T的偶然误差都比较小,那么,第一种方法求出的重力加速度(选填“大于”“等于”或“小于”)当地的重力加速度;?②根据该同学在图中描出的点,请在图中描绘出T2-l图线;③该同学从图中求出图线斜率k,则重力加速度g与斜率k的关系式为g=;代入数据求得g=m/s2(结果保留3位有效数字)。?小于图见解析9.73(9.68~9.78均可)解析(1)读数为16mm+0.05×10mm=16.50mm。(2)①单摆的摆长应为摆线长与摆球半径之和,第一种方法根据求出重力加速度时的l为摆线长,该长度小于摆长,因此第一种方法求出的重力加速度小于当地的重力加速度;②舍弃偏差较大的第二个点迹,用一条平滑的直线将其他点迹连接起来,尽量使点迹均匀分布在直线两侧,作出图像,如图所示考点二创新实验方案考向1测量方式的创新典例1某探究性实验小组用如图甲所示的实验装置来测量重力加速度。他们将一个球形小磁体用细线悬挂起来构成一个能在竖直平面内摆动的单摆。在细线的悬挂点正下方放有一根与小磁体摆动平面垂直的粗直导体棒,导体棒通过导线与电流传感器一起构成一个闭合回路。当小磁体摆动时,在回路中就会产生感应电流,电流传感器可以