实验针对训练9 用单摆测量重力加速度的大小(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)广东专版

实验针对训练(九) 1．在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中： (1)两位同学用游标卡尺测量小球直径的操作如图甲、乙所示。测量方法正确的是________(选填“甲”或“乙”)。 甲　　　　　　　　　　　　乙 (2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图丙所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图像如图丁所示，则该单摆的振动周期为________。若保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将________(选填“变大”“不变”或“变小”)，图丁中的Δt将________(选填“变大”“不变”或“变小”)。 丙　　　　　　　　　　　　丁 [解析]　(1)游标卡尺应该用两外测量爪对齐的地方测量，正确的是题图乙。 (2)一个周期内小球应该两次经过最低点，使光敏电阻的阻值发生变化，故周期为t1＋2t0－t1＝2t0；小球的直径变大后，摆长变长，根据T＝2π可知，周期变大，每次经过最低点时小球的挡光时间变长，即Δt变大。 [答案]　(1)乙　(2)2t0　变大　变大 2．在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1)测量摆线长度的器材是 ______(选填“卷尺”或“米尺”)； (2)测出摆长后，在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，小球经过________时开始计时，用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期 T＝。若摆角从 5°改为 3°，单摆的周期会________(选填“变大”“不变”或“变小”)。 甲　 　　乙 (3)某同学用细线和铁锁制成一个单摆，如图甲所示。他测得悬点到小铁锁下端的距离L，然后将小铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放，测出振动周期 T。多次改变悬线长并重复上面操作，得到多组L、T的数据，作出T2­L图像如图乙所示。若图像的斜率为k，截距为L0，则当地重力加速度大小为________；小铁锁的重心到其下端的距离为________。 [解析]　(1)测量摆线长度的器材是米尺。 (2)测出摆长后，在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球，小球经过最低点时开始计时；单摆的周期与振幅或摆角大小无关，则若摆角从5°改为3°，单摆的周期不变。 (3)设铁锁重心到铁锁底端的距离为a，则根据单摆的周期公式T＝2π ，变形可得T2＝L－， 结合T2­L 图像可知＝k，解得g＝，a＝L0。 [答案]　(1)米尺　(2)最低点(平衡位置)　不变　(3)　L0 3．如图甲所示，某学习小组在实验室做“探究周期与摆长的关系”的实验。 甲　　　　　　　　　　　乙 (1)若用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间为t，请写出周期的表达式T＝________。 (2)若利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系，由图乙可知，该单摆的周期T＝________ s。 (3)在多次改变摆线长度测量后，根据实验数据，利用计算机作出周期与摆线长度的关系(T2­L)图线，并根据图线拟合得到方程T2＝kL＋b，由此可以知当地的重力加速度g＝________，摆球半径r＝________(用k、b、π表示)。 [解析]　(1)单摆完成n次全振动所用的时间为t，则周期的表达式T＝。 (2)单摆摆动过程中，每次经过最低点时拉力最大，每次经过最高点时拉力最小，拉力变化的周期为1.0 s，故单摆的摆动周期为2.0 s。 (3)根据T＝2π 得T2＝l，知图线的斜率k＝，因此g＝；而l＝L＋r，图线拟合得到方程T2＝kL＋b，因此摆球半径r＝。 [答案]　(1)　(2)2.0　(3)　 3/3 学科网（北京）股份有限公司 $