【三维设计】2013-2014学年高中物理选修3-4（课件+随堂基础巩固）：15学生实验：用单摆测定重力加速度（2份，含详解）

1．在“用单摆测重力加速度”的实验中，摆线应选用(　　) A．长约10 cm的细线　　 B．长约1 m的细线 C．长约1 m的粗绳 D．80 cm长的橡皮绳 解析：做单摆的细线的要求是细且长，轻且无伸缩性，故B正确。 答案：B 2．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，为减小误差(　　) A．应选质量小的球做摆球 B．先使摆球摆动几次，从摆球经过平衡位置时开始计时 C．用停表测出30～50次全振动的时间，计算出平均周期 D．在测量摆线长度时，对安装好的单摆，要用力拉紧摆线后再测量 解析：摆球应选择质量大、体积小的小球，A错。开始计时的起点应从平衡位置开始，此位置速度大，位置确定，误差小，B对。计算周期时，应用多个周期的累加时间，测时间时误差小，C对。测摆长时应使摆线自然下垂，不能拉紧，拉紧摆线后测得摆长变长，误差大，D错。 答案：BC 3．针对用单摆测重力加速度的实验，下面各种对实验误差的影响的说法中正确的是 (　　) A．在摆长和时间的测量中，时间的测量对实验误差影响较大 B．在摆长和时间的测量中，长度的测量对实验误差影响较大 C．将振动次数n记为(n＋1)，测算出的g值比当地的公认值偏大 D．将摆线长当作摆长，未加摆球的半径测算出的g值比当地的公认值偏大 解析：对于用单摆测重力加速度的实验，重力加速度表达式g＝，由于与周期是平方关系，它若有误差，在平方后会更大，所以时间的测量对误差的影响更大些，A正确，B错误；另外，如果振动次数多数了一次，会造成周期的测量值偏小，重力加速度测量值偏大，C对；若摆长未加小球的半径，将使摆长的测量值偏小，g值偏小，D项错。 答案：AC 4．在“用单摆测重力加速度”的实验中，某同学的操作步骤为： a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上 b．用米尺量得细线长度l c．在细线偏离竖直方向5°位置释放小球 d．用停表记录小球完成n次全振动所用的总时间t、得到周期T＝t/n e．用公式g＝4π2l/T2计算重力加速度 按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比________(选填“偏大”“相同”或“偏小”)。 解析：由于此单摆的真实摆长为l＋，而该同学在计算时代入公式的摆长是l，故重力加速度值与实际值相比偏小。 答案：偏小 5．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中： 图1－5－4 (1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图1－5－4所示，则该摆球的直径为__________ cm。 (2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________。(填选项前的字母) A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为 C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大 D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小 解析：(1)游标卡尺读数＝主尺＋游标＝0.9 cm＋7×0.01 cm＝0.97 cm。 (2)要使摆球做简谐运动，摆角应小于5°，应选择密度较大的摆球，阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，A、D错；摆球通过最低点100次，完成50次全振动，周期是，若用悬线的长度加直径，则测出的重力加速度值偏大。，B错；摆长应是L＋ 答案：(1)0.97　(2)C 6．某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得6组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1－5－5所示。他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g＝________。请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将________(填“偏大”“偏小”或“相同”)。 图1－5－5 解析：由单摆的周期公式T＝2π)，由此式可知测得的g与某一次的摆长无关，与两次实验中的摆长差有关，所以g值与摆球重心在不在球心处无关。－T，可得g＝＝4π2，T＝4π2，则T得T2 ＝4π2 答案：)　相同－T 7．(2012·天津高考)某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 (1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1－5－6所示。这样做的目的是________(填字母代号)。 A．保证摆动过程中摆长不变 图1－5－6 B．可使周期测量得更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L＝0.999 0 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图1－5－7所示，则摆球的直径为 图1－5－7 ______