人教版高考物理一轮总复习精品课件 第七章 机械振动和机械波 实验9 用单摆测定重力加速度 (4).ppt

应用提升1.在做“用单摆测重力加速度”的实验时,某同学测得悬线长为99.20cm,摆球直径为1.60cm,π2≈9.86。甲乙(1)若摆球运动到最低点开始计时,且记数为1,到第81次经过最低点所用的时间如图乙所示,则停表读数为s。?(2)根据测得的实验数据可知,重力加速度的大小g=m/s2。(结果保留小数点后两位)?(3)实验结束后,该同学发现他测得的重力加速度比当地重力加速度的数值大,其原因可能是。(填选项前字母)?A.计数结束时停表太迟按下B.把摆动n次,误记为(n+1)次C.单摆的悬点未固定紧,摆动中出现松动,使摆线增长答案(1)80.0(2)9.86(3)B(3)根据可知,若计数结束时停表太迟按下,则T偏大,g偏小,A错误。若把摆动n次,误记为(n+1)次,则T偏小,g偏大,B正确。若单摆的悬点未固定紧,摆动中出现松动,使摆线增长,则计算值L偏小,g偏小,C错误。2.用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。(1)组装单摆时,应在下列器材中选用。(填选项前字母)?A.长度为1m左右的细线,直径为2cm左右的铁球B.长度为30cm左右的细线,直径为2cm左右的塑料球(2)选择好器材,将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上,应采用图(选填“乙”或者“丙”)所示的固定方式。甲(3)甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为d,用停表测得摆球完成N次全振动所用的时间为t,用刻度尺测得摆线长为l0,根据以上数据,可得到当地的重力加速度g为。?解析(1)为减小空气阻力的影响,组装单摆时,应选择密度较大的铁球而不是塑料球,为减小周期测量误差,应选择长度为1m左右的细线作为摆线,故选A。(2)图丙方式单摆摆动过程中摆线容易松动,故应选择图乙方式。增素能精准突破考点一教材原型实验典例1.某同学用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。(1)对测量原理的理解正确的是。?(2)为了利用单摆较准确地测出重力加速度,应当选用的器材有。?A.长度为10cm左右的细绳 B.长度为100cm左右的细绳C.直径为1.8cm的钢球 D.直径为1.8cm的木球E.最小刻度为1mm的刻度尺F.停表、铁架台(3)进行以下必要的实验操作,请将横线部分内容补充完整。①测量单摆的摆长,即测量从摆线的悬点到的距离;?②把此单摆从平衡位置拉开一个小角度后释放,使摆球在竖直面内摆动,测量单摆全振动30次(或50次)的时间,求出一次全振动的时间,即单摆振动的周期;③适当改变摆长,测量几次,并记录相应的摆长和周期;④根据测量数据画出图像,并根据单摆的周期公式,由图像计算重力加速度。(4)该同学分别在北京和厦门两地做了此实验,比较准确地探究了单摆的周期T与摆长l的关系,然后将这两组实验数据绘制成T2-l图像,如图所示,在北京测得的实验结果对应的图线是(选填“A”或“B”)。?答案(1)C(2)BCEF(3)摆球球心(4)B(2)为减小实验误差,应选择适当长些的细绳作摆线,摆线应选择B;为减小空气阻力对实验的影响,应选择质量大而体积小的球作摆球,因此摆球应选择C;实验需要测量摆长,需要用到刻度尺;实验需要测量单摆的周期,测周期需要停表,应把单摆固定在铁架台上。因此,需要的实验器材是BCEF。(3)摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长,测量单摆的摆长,应测量从摆线的悬点到摆球球心的距离。图像的斜率越小,重力加速度越大,由于北京的重力加速度大于厦门的重力加速度,因此在北京所做实验作出的T2-l图像的斜率小于在厦门所做实验作出的T2-l图像的斜率,因此在北京测得的实验结果对应的图线是B。考题点睛考点考向点睛用单摆测定重力加速度的实验方法:为了减少偶然误差,数据处理常用作图法,同时注意“化曲为直”选取合适的物理量关系——本题就是画T2-l图像。在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏而导致误差过大),仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧易错:为减小实验误差,应选择适当长些的轻细绳作摆线,并注意数清振动次数考点二实验的改进与创新典例2.(2021湖南湘潭月考)某实验小组要探究单摆做简谐运动的周期与“等效重力加速度”的关系,他们借鉴伽利略研究小球自由落体运动规律时,用斜面“冲淡”重力的思路,设计了如图甲所示的实验装置,摩擦力可以忽略的平板通过铰链与水平木板相连,改变垫块位置可以改变平板的甲倾角θ;在平板上侧垂直固定一钉子作为单摆悬点,长约1m的轻质细