高考物理一轮总复习精品课件 第7章 机械振动和机械波 实验9 用单摆测定重力加速度.ppt

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.某同学利用实验室先进的数字化信息系统探究单摆的周期T与摆长L的关系。(1)以下对实验的几点建议中,有利于提高测量结果精确度的建议是。(填选项前字母)?A.实验中适当加长摆线B.单摆偏离平衡位置的角度大一些C.当单摆经过最大位移处开始计时D.测量多组周期T和摆长L,作T2-L关系图像来处理数据(2)该同学还利用计算机绘制了当地两种单摆的振动图像(如图所示),由图可知,两单摆摆长之比=。?解析(1)实验中适当加长摆线,增大单摆的振动周期,以利于减小周期的测量误差,A正确;增大单摆偏离平衡位置的角度,不能提高测量结果精确度,B错误;当单摆经过最大位移处开始计时,摆球速度较慢,周期测量误差较大,应从单摆经过平衡位置时开始计时,C错误;测量多组周期T和摆长L,作T2-L关系图像来处理数据,可减小误差,提高精确度,D正确。练思维迁移运用1.某实验小组用单摆做简谐运动来测定重力加速度。(1)实验中待小钢球摆动稳定后,现要测量小钢球运动的周期。甲同学从小钢球某次通过平衡位置时开始计时,数出以后小钢球通过平衡位置的次数n,用停表记下所用的时间t;乙同学从小钢球某次通过平衡位置时开始计时,并将这次通过平衡位置时记为1,将小钢球第二次沿同一方向通过平衡位置时记为2,第三次沿同一方向通过平衡位置时记为3,以此类推,一直数到n,同时按下停表,停表的显示时间为t;你选择(选填“甲”或“乙”)同学的实验方法,对应的单摆的周期表达式为。?(2)某同学用一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球,用不可伸长细线连接悬点O和大理石块的顶端N点进行实验。先使ON间细线长度为某个值,测出其周期T1;后使ON间细线长度比原来增加了ΔL,再测出摆的周期T2。那么,重力加速度的值可以表示为(用T1、T2、ΔL表示)。?2.(1)物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验,他们依照教材实验直接测量的物理量应为、?、n次全振动的时间t,其公式为(2)他们测出不同的摆长(l)所对应的周期(T),并进行数据处理。①如果甲同学以摆长(l)为横坐标、周期的二次方(T2)为纵坐标作出了T2-l图像,若他测得的图像的斜率为k,则测得的重力加速度g=。若甲