11力学专题实验——《探究单摆的运动》专项提升（含答案）.docxVIP

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力学专题实验——《探究单摆的运动》专项提升

一、典型例题方法赏析

1．在不计空气阻力作用的条件下，下列说法中正确的是（）

A．自由下落的小球，其所受合外力的方向与其速度方向相同

B．做平抛运动的小球，其所受合外力的方向不断改变

C．做匀速圆周运动的小球，其所受合外力的方向一定指向圆心

D．做简谐运动的单摆小球，其所受合外力的方向总与速度方向相同

2．振动是自然界中普遍存在的运动形式，简谐运动是最简单、最基本的振动。关于简谐运动，甲、乙图对应的说法正确的是（）

A．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子在弹簧弹力作用下做匀变速直线运动

B．图甲是研究弹簧振子的运动实验图，弹簧振子偏离平衡位置时的加速度方向永远指向平衡位置O点

C．图乙是研究单摆的回复力实验图，单摆的回复力是摆球重力和细线拉力的合力

D．图乙中单摆的摆球运动到O点时速度最大，回复力最小

3．如图所示，单摆在竖直平面内的A、C之间做简谐运动，O点为单摆的固定悬点，B点为运动中的最低位置，则下列说法正确的是（）

A．摆球在B点时，动能最大，回复力最大

B．摆球由A点向B点摆动过程中，细线拉力增大，回复力增大

C．摆球在A点和C点时，速度为零，故细线拉力最小，但回复力最大

D．摆球在B点时，重力势能最小，机械能最小

4．用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：

（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径d为cm。

（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为。

（3）实验中用米尺测得摆线长为L，则当地的重力加速度g=（用测得物理量的符号表示）。

二、夯实基础提升能力

5．几个同学在玩荡秋千时，感到秋千往返摆动的时间是有规律的。于是对“哪些因素影响秋千往返摆动的时间”提出下列猜想：

①可能与秋千的摆长l有关；

②可能与人和秋千坐垫的总质量有关；

③可能与秋千摆幅（摆动时人离开中心点B的最大距离）有关。于是进行了如图实验，将细绳一端固定在O点，另一端拴一小球制成一个摆，让小球自由往返摆动，记录数据如下表。请回答下列问题：

实验序号

摆长L/m

摆球质量/g

摆幅/m

往返摆动一次的时间/s

1

0.7

20

0.05

1.7

2

1.0

20

0.08

2.0

3

1.0

30

0.05

2.0

4

1.0

30

0.08

2.0

5

1.3

20

0.05

2.3

（1）实验序号3、4探究的是摆往返摆动一次的时间跟（选填“摆长”“摆球质量”或“摆幅”）的关系；

（2）从本次实验可以得到的结论是：摆往返摆动一次的时间由决定；

（3）本实验利用式g=4π2LT

（4）摆钟是利用本实验的原理制成的。某一摆钟变慢了，要调准它，应将摆钟的摆长调（选填“长”或“短”）。

6．用图示装置完成“探究单摆周期与摆长的关系”：

（1）用游标尺上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径，结果如图甲所示，可读出摆球的直径d为cm。

（2）实验时，摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置激光光源与光敏电阻，如图乙所示，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丙所示，则该单摆的周期为。

（3）多次改变细线的长度L（悬点到小球上方的距离），做出L与单摆周期的平方T2之间的关系图像如图丁所示，则当地的重力加速度大小为

7．如图甲，小球在光滑球面上的A、B之间来回运动。t=0时刻将小球从A点由静止释放，球面对小球的支持力大小F随时间t变化的曲线如图乙，若弧长AB远小于半径，则（）

A．小球运动的周期为0.2πs B．光滑球面的半径为0.1m

C．小球的质量为0.05kg D．小球的最大速度约为0.10m/s

8．某小组在“用单摆测量重力加速度”实验中。

（1）安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长l，再用游标卡尺测量摆球直径d，其示数如图甲所示，则d=mm；

（2）若完成n次全振动的时间为t，用题目所测物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式g=；

（3）该组同学测出几组单摆振动周期T与摆长L的数据，并作出T2-L关系如图乙。则根据图像可得重力加速度g=