2.5 实验：用单摆测重力加速度（分层作业 ）【上好课】高二物理同步备课系列（人教版2019选择性必修第一册） .docxVIP

第3节简谐运动的回复力和能量

实验原理与操作

1.一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆球挂起后，进行了如下步骤

(1)测摆长l：用米尺量出摆线的长度。

(2)测周期T：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T＝t/60。

(3)将所测得的l和T代入单摆周期公式T＝2πeq\r(\f(l,g))中，算出g，将它作为为实验的最后结果写入报告中去。

上面一个步骤中，若有遗漏或错误的地方，请在下面的横线做相应的改正，若没有，就不用填写(不要求进行误差计算)

(1)______________________________

(2)______________________________

(3)______________________________

2.(2021·人大附中高二检测)某实验小组的同学做“用单摆测定重力加速度”的实验。

(1)实验时除用到秒表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的__AC__。

A．长约1m的细线

B．长约1m的橡皮绳

C．直径约1cm的均匀铁球

D．直径约10cm的均匀木球

(2)选择好器材后，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图中__乙__(选填“甲”或“乙”)所示的固定方式。

(3)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是__BC__。

A．测出摆线长作为单摆的摆长

B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度由静止释放，使之做简谐运动

C．在摆球经过平衡位置时开始计时

D．用秒表测量单摆完成1次全振动所用时间并作为单摆的周期

(4)用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则计算重力加速度的表达式为g＝__eq\f(4π2,T2)L__。二、数据处理与分析

3.某同学利用单摆测定当地的重力加速度。

(1)实验室已经提供的器材有：铁架台、夹子、秒表、游标卡尺。除此之外，还需要的器材有__________。

A．长度约为1m的细线

B．长度约为30cm的细线

C．直径约为2cm的钢球

D．直径约为2cm的木球

E．最小刻度为1cm的直尺

F．最小刻度为1mm的直尺

(2)该同学在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做50次全振动的时间，如图甲所示，秒表的读数为________s。

(3)下表是该同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。

组次

1

2

3

摆长l/cm

80.00

90.00

100.00

50次全振动时间t/s

90.0

95.5

100.5

振动周期T/s

1.80

1.91

重力加速度g/(m·s－2)

9.74

9.73

请计算出第3组实验中的T＝______s，g＝______m/s2。

(4)该同学经测量得到多组摆长l和对应的周期T，画出，l-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图乙所示。则当地重力加速度的表达式g＝________。

4.将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L为横轴作出T2-L函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。

(1)如果实验中所得到的T2-L关系图像如图乙所示，那么真正的图像应该是a、b、c中的________；

(2)由图可知，小筒的深度h＝________m，当地重力速度g＝________m/s2(π取3.14，g的计算结果保留三位有效数字)。

5．（2023上·四川绵阳·高二四川省绵阳南山中学校考期末）在“用单摆测定重力加速度”实验中，某同学发现测得的值偏大。其原因可能是（????）

A．摆球的质量过大

B．测定周期时，振动次数多计了一次

C．计算摆长时，只考虑悬线的长度，没有加上摆球的半径

D．摆线上端未系牢固，在振动中出现松动，使摆线长度增加了

6．（2023上·江苏镇江·高三统考期中）在用单摆测量重力加速度的实验中，下面叙述正确的是（）

A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且适当长一些

B．如果有两个大小相等且都带孔的铜球和木球，应选用木球作摆球

C．为了使单摆摆动的时间长一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆角较大

D．用刻度尺测量出摆线的长度就是单摆的摆长

7（2023上·江苏南京·高二校联考阶段练习）某同学利用单摆测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是（????）

A．开始摆动时振幅较小

B．开始计