假期必刷12 实验：用单摆测量重力加速度-【快乐假期】2023高二物理暑假衔接一轮大作业（新教材）

三002 假期 12.实验：用单摆测量重力加速度 必刷 素养解读 2.某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力 加速度”的实验中（实验装置如图甲所示）， 1.利用单摆周期T=2π ,测重力加速度 已知单摆在摆动过程中的最大偏角小于5°. 8= 4πl 2 10 2.采用图像法处理数据，在【一T图像中 k= 4π2 甲 索养训练 (1)安装好实验装置后，先用游标卡尺测量 1.(1)在做“用单摆测量重力加速度”的实验 摆球直径d,测量的示数如图乙所示，则摆 时，用摆长l和T计算重力加速度的公式是 球直径d= cm,再测量摆线长， 8= 若已知摆球直径为 则单摆摆长L= (用d、l表示)： 2.00cm,让刻度尺的零刻度线对准摆线的 (2)摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启 悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，则单摆摆 动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过 长是 m.若测定了40次全振动的 最低点的次数n(n=1、2、3…),当n=60时 刚好停表.停止计时的秒表读数为67.5s, 时间如图乙所示，则停表读数是 该单摆的周期为T= s(结果要求 单摆的摆动周期是 保留三位有效数字)： (3)计算重力加速度测量值的表达式为g (用T、L表示)，如果测量值小于 87 真实值，可能原因是 89 A.将摆球经过最低点的次数n计少了 B.计时开始时，秒表启动稍晚 91 C.将摆线长当成了摆长 (2)为了提高测 T/s D.将摆线长和球的直径之和当成了摆长 量精度，需多次 4.0 (4)正确测量不同摆长 509 改变1值，并测 L及相应的单摆周期 3.0 得相应的T值. T,并在坐标纸上画出 4 现将测得的六组 T与L的关系图线，如 206 0.7 0.8 0.9 1.0i/m 图所示： 数据标在以！为 由图线算出重力加漆漫酚关不示。警 横轴、T为纵轴的坐标系上，即图中用“·” m/s2(保留3位有效数字，计 表示的点，则： 算时π2取9.86). ①单摆做简谐运动应满足的条件是 3.在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1)某同学分别选用四种材料不同、直径相 ②试根据图中给出的数据点作出T和L的 同的实心球做实验，各组实验的测量数据如 关系图线，根据图线可求出g m/s2 下.若要计算当地的重力加速度值，应选用 (结果取2位有效数字). 第 组实验数据： 23 组别摆球材料 摆长Lfm 最大摆角 全振动次数/次 铜 0.40 15 20 2 铁 1.00 5 50 速发传感器 3 铝 0.40 15 10 101 木 1.00 5° 50 10 (2)以上实验中，若完成次全振动的时间 为1，用毫米刻度尺测得的摆线长（悬点到摆 ①为比较准确地测量出当地重力加速度的 球上端的距离)为L,用刻度尺测得摆球的 数值，除秒表外，在下列器材中，还应该选用 直径为d.用上述物理量的符号写出测重力 :(用器材前的字母表示) 加速度的一般表达式g a.长度接近1m的细绳 (3)实验中某同学发现测得的重力加速度的值 b.长度为30cm左右的细绳 总是偏大，下列原因中可能的是 c.直径为1.8cm的塑料球 A.实验室处在高山上，距离海面太高 d.直径为1.8cm的铁球 B.单摆所用的摆球质量太大了 e.分度值为1cm的米尺 C.实际测出n次全振动的时间t,误作为(n f.分度值为1mm的米尺 +1)次全振动的时间 ②该组同学先测出悬点到小球球心的距离 D.以摆线长作为摆长来计算 L,然后用秒表测出单摆完成n次全振动所 (4)甲同学选择了合理的实 T262 用的时间t,请写出重力加速度的表达式g 验装置后，测量出几组不同 3 :(用所测物理量的符号表示) ④ 摆长L和周期T的数值，画 ③在测量摆长后，测量周期时，摆球振动过 出如图T一L图像中的实线 Un 程中悬点O处摆线的固定出现松动，摆长 OM,乙同学也进行了与甲同学同样的实验， 略微变长，这将会导致所测重力加速度的数 但实验后他发现测量摆长时忘了加上摆球 值 ；(选填“偏大”“偏小”或 的半径，则该同学做出的T一L图像为 “不变”) ④乙组同学在图甲所示装置的基础上再增 .(已知②和③两条图线和OM 加一个速度传感器，如图乙所示.将摆球拉 平行) 开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记 A.虚线① B.虚线② 录了摆球振动过程中速度随时间变化的关 C.虚线③ D.虚线④ 系，如图丙所示的v一t图线.由图丙可知， 素养培优 该单摆的周期T= s;更换摆线长 4.(创新实验)利用单摆测当地重力加速度的 度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机 实验中： 作出T一L图线，并根据图线拟合得到方程 (1)利用游标卡尺测得金属小球直径如图所 T=4.04L十0.035，由此可以得出当地的重力 示，小球直径d cm: 加速度