第7章 实验9 用单摆测重力加速度的大小-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第七章 机械振动和机械波 实验九　用单摆测重力加速度的大小 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 原理装置图 操作要领 由T＝2π eq \r(\f(l,g)) 得g＝ eq \f(4π2l,T2) 。只要测出l和T，即可得出g值 (1)安装：按照原理装置图安装实验仪器 (2)操作：用毫米刻度尺测出摆线长l′，用游标卡尺测出摆球直径d，则可得摆长l＝l′＋ eq \f(d,2) ，记录单摆N次全振动时间为t，则T＝ eq \f(t,N) (3)作图：以l为纵坐标，以T2为横坐标作图，图线的斜率为 eq \f(g,4π2) 数据处理 公式法：利用T＝ eq \f(t,N) 求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值 eq \x\to(T) ，然后利用公式g＝ eq \f(4π2l,T2) 求出重力加速度。 图像法：由单摆周期公式推出：l＝ eq \f(g,4π2) T2，因此，分别测出一系列摆长l及对应的周期T，作出l-T2的图像，图像应是一条通过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率k＝ eq \f(Δl,ΔT2) ，然后再利用k＝ eq \f(g,4π2) ，求出重力加速度g。 考点 eq \a\vs4\al(1) 教材原型实验 [例1]　实验小组的同学们用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验。 (1)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)l及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________。(用l、n、t表示) (2)实验时除用到停表、刻度尺外，还应该用到下列器材中的________。(填选项前的字母) A．长约1 m的细线 B．长约1 m的橡皮绳 C．直径约1 cm的均匀铁球 D．直径约10 cm的均匀木球 (3)选择好器材，将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，应采用图________中所示的固定方式。 (4)某实验小组组装单摆时，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，如图所示，这样做的目的是________。(填选项前的字母) A．保持摆动过程中摆长不变 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 (5)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得从悬点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，结果如图所示，则该摆球的直径为________ mm。 (6)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是________。(填选项前的字母) A．测出摆线长作为单摆的摆长 B．把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动 C．在摆球经过平衡位置时开始计时 D．用停表测量摆球完成一次全振动所用时间并作为单摆的周期 (7)甲同学多次改变单摆的摆长并测得相应的周期，他根据测量数据画出了如图所示的图像，但忘记在图中标明横坐标所代表的物理量。你认为横坐标所代表的物理量是________(选填“l2”“l”或“ eq \r(l) ”)，若图线斜率为k，则重力加速度g＝________(用k表示)。 (8)乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成这一情况的原因可能是________。(填选项前的字母) A．开始摆动时振幅较小 B．开始计时时，过早按下停表 C．测量周期时，误将摆球(n－1)次全振动的时间记为n次全振动的时间 D．测量摆长时，以悬点到小球下端边缘的距离为摆长 解析　(1)单摆的周期T＝ eq \f(t,n) ，由单摆周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g)) 得重力加速度g＝ eq \f(4π2l,T2) ＝ eq \f(4π2n2l,t2) 。 (2)为了便于测量周期和减小空气阻力，摆线选择较细且结实、无弹性的线，故选A；为了减小空气阻力的影响，摆球选择质量大体积小的，故选C。 (3)为了避免运动过程中摆长发生变化，悬点要固定，不能松动，则选题图乙。 (4)这样做的目的是便于调节摆长，把摆线夹得更紧一些，使摆动过程中摆长不变，因此A、C正确。 (5)摆球的直径为d＝12.0 mm。 (6)摆长等于摆线的长度加上摆球的半径，A错误；将停表测量摆球完成一次全振动所用时间作为单摆的周期，误差较大，应采用累