课后提升练(十二) 实验：用单摆测量重力加速度（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第一册（人教版2019）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 课后提升练（十二）实验：用单摆测量重力加速度 [对应学生用书P4] A组基础落实 1.(2022山东胶州教有教学研完室高二期中)某实验小组的同学用图甲所示的装置做 “用单摆测重力加速度”的实验。 甲 (1)实验过程中测量小球直径时游标卡尺读数如图乙所示，其读数为 mm;测量单 摆周期时秒表读数如图丙所示，其读数为 3精度0.1m 丙 (2)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程， 图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C选项均为50次全振动的图像，已知$si5°=0.08， sin15°=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 (填字母代号)。 tx/em ↑x/cm x/cm tx/cm 30 30 0 (3)某同学用一个铁锁代替小球做实验。只改变摆线的长度，测量了几 1T2 ·独家授权侵权必究· 品牌书店·知名教辅·正版贾源 学科网书城^ 趣身边的互联网+教辅专家 b.xxkCom 组摆线长度l和对应的单摆周期T的数据，做出T^21图像如图丁所示，则可得重力加速度g =____（用测出的物理量表示)；若不考虑测量误差，计算均无误，测得的g值和真实值 相比____(选填“偏大”“偏小”或“相等”)。 答案：(1)1051132(2)A(3)4π2l2-]T-T相等 解析：(1)根据游标卡尺的读数，摆球的直径为10mm+0.1mm×5=10.5mm；测量单 摆周期时秒表读数如图丙所示，其读数为t=90s+23.2s=113.2s。 (2)从平衡位置开始计时，测量的周期更为准确，B错误；由测50次全振动的总时间为 t可得T=t50，此法相对准确，D错误；当振幅为30cm时snθ=0.31=0.3>0.26=sin15^∘， 即θ>15°，而单摆只有在摆角小于5°时为简谐运动，C错误；而当振幅为8cm时sinθ′ =0.081=0.08-0.087=sin5^°，即θ′<5°，A正确。 (3)根据T=2πlg)可得T2=4π2g1，所以斜率k=4π2g，即g=4π2k=4π222-HT-T； 若不考虑测量误差，计算均无误，由g的表达式可知，测出的重力加速度g与真实值相等。 B组素养提升〕 2.(2021浙江绍兴高二期末)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中， 1)测量单摆的周期时，图1中（选填“甲”“乙”或“丙”)作为计时开始与终 止的位置更好些。 ““ 。 甲乙丙 小球到达小球经过平小球经过任 最高点时衡位置时意位置时 图1 (2)某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为Δt_，在测量 单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长为1，再用游标卡尺测量摆球的直径为D，某次 用游标卡尺测量的示数如图2所示，则此次测得摆球的直径为D=-—mm，该单摆的周 期为____（用测量物理量的符号表示)。 图2 独家报权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 (3)在“利用单摆周期测量重力加速度g”实验时，小明测量了摆线的长度作为L,小华 测量了悬点到摆球下端的距离作为L,小红测量了摆线的长度和摆球的半径并将两者之和作 为L。三位同学都仔细测量了单摆周期，绘制了TPL图像（如图3所示），图像斜案均为k。 通过分析可知，小明绘制的图像是 ,小华绘制的图像是 ,小红绘制的图 像是 (选填“①”“②”或“③”)。由图像可得当地重力加速度g= (用T、 L、k等符号的合适表达式表示)。 1Ts2③ ② ① Lm 图3 答案：(1)乙(2)14.14m(3)③①②4x2k 解析：()测量单摆的周期时，将小球经过平衡位置时作为计时开始与终止的位置更好 些，实际摆动中最高点的位置会发生变化，且靠近最高点时速度较慢，故计时误差较大，甲 不合理。 (2)摆球的直径为D=14mm十1×0.1mm=14.1mm:该单摆的周期为T=4m。 (3)通过分析可知，小明漏加了半径，图线会向左偏，故绘制的图像是③，小华多加了 半径，图线会向右偏，绘制的图像是①，小红绘制的图像是正确的，为②。由单摆的周期公 式T=2πLg,可得TP=4π2gL,因此图像斜率为k=4π2g,故当地重力加速度g=4π2k。 3.在“利用单摆测重力加速度”的实验中， (1)从下列器材中选择最合适的器材 (填写器材代号)。 A.小铁球 B.小塑料球 C.20cm长的细线 D.100cm长的细线 E.手表 F,时钟 G.秒表 (2)若实验测得的g值偏大，可能的原因是 A.摆球的质量太大 B,测摆长时，仅测了线长，未加小球半径 C.测周期时，把n次全振动误记为(n十1)次 ·独家授权侵权必究