12力学专题实验——《用单摆测定重力加速度》专项提升（含答案）.docxVIP

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学专题实验——《用单摆测定重力加速度》专项提升

一、典型例题方法赏析

1．某实验小组用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。

（1）在下面所给的器材中，选用较好。（填写器材前的字母）

A．长1m左右的细线

B．长30cm

C．直径2cm

D．直径2cm

E．停表

F．时钟

G．最小刻度是厘米的直尺

H．最小刻度是毫米的直尺

（2）实验中所得到的T2?l关系图像如图乙所示，其中T为单摆的周期，l为单摆的摆长，由图像求得重力加速度g=m/s

（3）实验结束后，某同学发现他测得的重力加速度的值偏小，其原因可能是。

A．单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，使摆线增长了

B．把n次摆动的时间误记为n+1次摆动的时间

C．以摆线长作为摆长来计算

D．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算

2．某同学在实验室研究单摆测量重力加速度的实验中，

（1）下列四张图片是四次操作中摆角最大的情景，其中操作合理的是（单选）

A.B.C.D.

（2）该同学用游标卡尺测得摆球直径如图丙所示为cm；然后用停表记录了单摆振动50次所用的时间如图丁所示为s。

3．老师带着几名学生进行野外考察．登上一山峰后，他们想粗略测出山顶处的重力加速度．于是他们用细线拴好石块P系在树干上做成一个简易单摆，如图所示．然后用随身携带的钢卷尺、秒表进行相应的测量．同学们首先测出摆长L，然后将石块拉开一个小角度由静止释放，使石块在竖直平面内摆动．用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t．

（1）利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=

（2）若某次用秒表测量若干次全振动所用的时间如图所示，则所时间为t=s

（3）若同学们在某次测量中，振动周期测量正确，但测量摆长时从悬点一直量到石块下端，所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）．

4．如图（a）所示，某兴趣小组用单摆测量重力加速度。选用的实验器材有：智能手机、小球、细线、铁架台、夹子、游标卡尺、刻度尺等，实验操作如下：

（1）用铁夹将细线上端固定在铁架台上，将小球竖直悬挂；

（2）用刻度尺测出摆线的长度为l，用游标卡尺测出小球直径为d；

（3）将智能手机置于小球平衡位置的正下方，启用APP《手机物理工坊》的“近距秒表”功能；

（4）将小球由平衡位置拉开一个角度（θ5°），静止释放，软件同时描绘出小球与手机间距离随时间变化的图像，如图（b）所示。

请回答下列问题：

①根据图（b）可知，单摆的周期T=s。

②重力加速度g的表达式为（用测得的物理量符号表示）；

③改变摆线长度l，重复步骤（2）、（3）、（4）的操作，可以得到多组T和l的值，进一步描绘出如图（c）的l?T2图像，若图线的斜率为k，则重力加速度的测量值为

二、夯实基础提升能力

5．实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图1所示。

（1）实验过程有两组同学分别用了图2、图3的两种不同方式悬挂小钢球，你认为（选填“图2”或“图3”）悬挂方式较好。

（2）实验中，某同学用主尺最小分度为1mm，游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图4所示，读出小球直径为cm。

（3）用秒表测量单摆的周期。当单摆振动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=50时秒表的示数为35.3s，该单摆的周期是T=s（结果保留三位有效数字）。

（4）某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图5所示的坐标系得到T2?L图线。由图像可知重力加速度g=

6．甲、乙两位同学利用假期分别在两个地方做“用单摆测重力加速度”的实验，回来后共同绘制了T2

A．单摆的固有周期由摆长和摆球质量决定

B．A图线所对应的地点重力加速度较小

C．若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中，则无法利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度

D．如果甲同学减小摆长，他得到的共振曲线的峰将向右移动

7．在用单摆测量重力加速度时，小明将小锁头栓接在不易形变的细丝线一端，另一端固定在O点，并在细线上标记一点A，如图所示。

（1）将小锁头拉到某一高度（细线与竖直方向夹角很小）由静止释放，当锁头第一次到达最低点D时开始计时并计数为1，以后锁头每到达D点一次，计数增加1，计数为N时，秒表测出单摆运动时间为t，则该单摆的周期T=；

（2）他保持A点以下的细线长度不变，通过改变O