8利用单摆测重力加速度实验.docx
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8利用单摆测重力加速度实验
8.利用单摆测重力加速度实验
1.(2015顺义一模)
(2)利用单摆测当地重力加速度的实验中
①利用游标卡尺测得金属小球直径如下图所示,小球直径d=cm
②某同学测量数据如下表,请在下图中画出L—T2图像
L/m
0.400
0.500
0.600
0.800
1.200
T2/s2
1.60
2.10
2.40
3.20
4.80
由图像可得重力加速度g=m/s2(保留三位有效数字)
③某同学在实验过程中,摆长没有加小球的半径,其它操作无误,那么他得到的实验图像可能是下列图像中的
2.(2013石景山一模)
21.(18分)
(1)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中,通过测量单摆摆长L,利用秒表记录该单摆50次全振动所用的时间并求出周期T,根据单摆周期公式
计算出重力加速度g。
①如果该同学用秒表记录的时间如图所示,则秒表的示
数为s;
②如果该同学测得的g值偏大,可能的原因是
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.开始计时时,秒表按下稍晚
C.实验中将51次全振动误记为50次
D.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现
松动,使摆线长度增加了
③如果某同学在实验时,用的摆球质量分布不均匀,无法
确定其重心位置。
他第一次量得悬线长为L1(不计摆球半径),
测得周期为T1:
第二次量得悬线长为L2,测得周期为T2。
根据上述数据,可求得g值为
3.(2015朝阳一模)
(2)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,如图乙所示,秒表的读数为________s。
乙丙
③该同学经测量得到6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,坐标如图丙所示。
则当地重力加速度的表达式g=________。
处理完数据后,该同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球的半径,这样________(选填“影响”或“不影响”)重力加速度的计算。
④该同学做完实验后,为使重力加速度的测量结果更加准确,他认为:
A.在摆球运动的过程中,必须保证悬点固定
B.摆线偏离平衡位置的角度不能太大
C.用精度更高的游标卡尺测量摆球的直径
D.测量周期时应该从摆球运动到最高点时开始计时
其中合理的有_________。
⑤该同学在做完实验后,继续思考测量重力加速度的其它方法。
请你展开想像的翅膀,再设计一个方案测量重力加速度。
(简要说明需要的器材以及测量方法)
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
4.(2014海淀一模)
(2)甲乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。
①甲组同学采用图甲所示的实验装置。
A.为比较准确地测量出当地重力加速度的数值,除秒表外,在下列器材中,还应该选用;(用器材前的字母表示)
a.长度接近1m的细绳
b.长度为30cm左右的细绳
c.直径为1.8cm的塑料球
d.直径为1.8cm的铁球
e.最小刻度为1cm的米尺
f.最小刻度为1mm的米尺
B.该组同学先测出悬点到小球球心的距离L,然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。
请写出重力加速度的表达式g=。
(用所测物理量表示)
C.在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线的固定出现松动,摆长略微变长,这将会导致所测重力加速度的数值。
(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)
②乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器,如图乙所示。
将摆球拉开一小角度使其做简谐运动,速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系,如图丙所示的v-t图线。
A.由图丙可知,该单摆的周期T=s;
B.更换摆线长度后,多次测量,根据实验数据,利用计算机作出T2-L(周期平方-摆长)图线,并根据图线拟合得到方程T2=4.04L+0.035。
由此可以得出当地的重力加速度g=m/s2。
(取π2=9.86,结果保留3位有效数字)
5.(2013海淀一模)(18分)
(1)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中,需要用秒表测出单摆振动n次所需要的时间。
在某次实验中,当摆球通过最低点开始计时,同时计数为“0”,下次摆球回到最低点时计数为“1”,当计数到“100”时停止计时,此时秒表记录的时间如图6所示,由图可读出时间为s,可知单摆的振动周期为s。
6.(2013大兴一模)(18分)
(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
用主尺最小分度为1mm,游标上有20个分度的卡尺测量金属球的直径,结果如图14所示,可以读出此金属球的直径为mm;
在利用单摆测重力加速度的实验中,测出摆长L与周期T,可算出重力加速度的表达式为
7.(2013东城二模)实验题:
(1)在用“单摆测重力加速度”的实验中:
①某同学在实验中测得的小球直径为d,测定了摆线的长度为l,用秒表记录小球完成n次全振动的总时间为t,则当地的重力加速度的表示式为
g=(用d、l、n、t表示)。
若该同学用游标卡尺测定了小球的直径,如图1所示,则小球直径为cm;
②为了尽可能减小实验误差,下述操作中可行的是。
A.摆线偏离竖直方向的最大摆角小于5°
B.当小球通过平衡位置时开始计时
C.让小球尽可能在同一竖直面内摆动
D.减小摆球的质量
8.(2013西城二模)
(2)某同学用单摆测定当地的重力加速度g。
①如图2所示,用游标卡尺测摆球直径。
摆球直径d=mm。
②实验操作步骤如下:
A.取一根细线,下端系住一个金属小球,上端固定在铁架台上;
B.用米尺(最小刻度为1mm)测得摆线长l;
C.在摆线偏离竖直方向较小夹角的位置由静止释放小球;
D.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/n;
E.改变摆线长,重复B.C.D的操作。
该同学采用两种方法处理实验数据。
第一种方法:
根据每一组T和l,利用
求出多组g值,然后计算g值的平均值,求得当地的重力加速度g。
第二种方法:
根据每一组T和l,在图3中描点,然后连线;根据图线的斜率,求出当地的重力加速度g。
a.如果实验中测量摆线长l和单摆周期T的偶然误差都比较小,
那么,第一种方法求出的重力加速度当地的重力加速度(选填“大于”、“等于”或“小于”);
b.根据该同学在图3中描出的点,请在图3中描绘出T2-l图线;
c.该同学从图3中求出图线斜率k,则重力加速度g与斜率k的
关系式为g=;代入数据求得g=m/s2(结果保留3位有效数字)。
T2/s2
l/cm
9.(2015东城高三期末)(6分)实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验。
⑴实验前他们根据单摆周期公式导出了重力加速度的表达式
,其中L表示摆长,T表示周期。
对于此式的理解,四位同学说出了自己的观点:
同学甲:
T一定时,g与L成正比
同学乙:
L一定时,g与T2成反比
同学丙:
L变化时,T2是不变的
同学丁:
L变化时,L与T2的比值是定值
其中观点正确的是同学(选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”)。
⑵实验室有如下器材可供选用:
A.长约1m的细线
B.长约1m的橡皮绳
C.直径约2cm的均匀铁球
D.直径约5cm的均匀木球
E.秒表F.时钟
G.最小刻度为毫米的米尺
实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺,他们还需要从上述器材中选择:
(填写器材前面的字母)。
⑶他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,将其上端固定,下端自由下垂(如图所示)。
用刻度尺测量悬点到之间的距离记为单摆的摆长L。
⑷在小球平稳摆动后,他们记录小球完成n次全振动的总时间t,则单摆的周期T=。
⑸如果实验得到的结果是g=10.29m/s2,比当地的重力加速度值大,分析可能是哪些不当的实际操作造成这种结果,并写出其中一种:
。
10.(2013石景山高三期末)
(1)(10分)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作:
①用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图13(甲)所示,摆球直径为______cm。
把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。
②用秒表测量单摆的周期。
当单摆摆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=60时秒表的示数如图13(乙)所示,该单摆的周期是T=____s(结果保留三位有效数字)。
③测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2—L图象如图13(丙),此图线斜率的物理意义是
A.
B.
C.
D.
④与重力加速度的真实值比较,发现测量结果偏大,分析原因可能是
A.振幅偏小
B.在单摆未悬挂之前先测定其摆长
C.将摆线长当成了摆长
D.开始计时误记为n=1
⑤该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。
他采用的方法是:
先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度
,再测出其振动周期T2。
用该同学测出的物理量表达重力加速度为
=________________。
(2)(8分)有一个小灯泡上标有“4.8V2W”的字样,现在测定小灯泡在不同电压下的电功率,并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线。
有下列器材可供选用:
A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)
D.定值电阻R1=3kΩ
E.定值电阻R2=15kΩ
F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计)
H.开关、导线若干
①为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用,定值电阻应选用,从而改装电压表;
②为减小实验误差,并要求从零开始多测几组数据,请在图13(丁)的方框内画出满足实验要求的电路图;
③根据实验数据作出P-U2图象,下面的四个图象中可能正确的是。
D
11.(2013朝阳高三期末)(6分)在一次“用单摆测定重力加速度”的实验中,图甲中的O点是摆线的悬点,a、b两点分别是摆球的上沿和下沿,则该单摆的摆长l=___________m。
乙图为测量周期用的秒表,长针转一周的时间为30s,表盘上部的小圆共30个小格,每小格30s。
该单摆全振动n=50次时,表盘指针的位置如图乙所示,所用时间t=________s。
用以上直接测量的物理量的符号表示重力加速度的计算式g=__________(不必代入具体数值)。
8.利用单摆测重力加速度实验
1.
(2)①2.26
②g=9.86m/s2
③B
2.
(1)99.8ABB
二、实验题(每题分,计分)
3.
(2)①ACF(2分)
②95.1(2分)
③
(2分)
不影响(2分)
④AB(2分)
⑤【方案一】
需要的器材有:
质量已知的钩码、测力计。
测量方法:
已知钩码的质量m,再用测力计测出其重力G,则可求出重力加速度
。
【方案二】
需要的器材有:
铁架台、打点计时器及相应的电源、导线、纸带、刻度尺、重锤。
测量方法:
让重锤拖着纸带做自由落体运动,通过打点计时器在纸带上记录的信息可求得重力加速度。
……………………………………………………………………………………(4分)
4.
(2)(共12分)
①A.adf(3分)B.
(3分)C.偏小(2分)
②A.2.0(2分)B.9.76(2分)
5.(18分)
(1)101.3s(2分),2.03s(2分)
6.
(1)①19.40(3分)②
(3分)
7.
(1)
;2.235;ABC
8.
(2)①16.50【3分】
②a.小于【2分】
b.连线如图2所示【2分】
c.
【2分】9.68~9.78【2分】
9.⑴丁⑵ACE⑶小球球心⑷
⑸可能是振动次数n计多了;可能是测量摆长时从悬点量到了小球底部;可能在计时的时候秒表开表晚了;(其他答案合理也给分)
10.
(1)(10分,每小题2分)
①2.06cm
②2.24s
③C
④D
⑤
(2)①A(2分)D(2分)
②电路图如右图所示(2分)
③C(2分)
11.0.9160(0.9159~0.9161)t=96.3s
(每空2分)
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- 利用 单摆 重力加速度 实验