2.5 实验：用单摆测量重力加速度（PPT）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第一册物理（人教版2019）

问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 2.5　实验：用单摆测量重力加速度 机械振动 第二章 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 世界第一高峰珠穆朗玛峰屹立于中国和尼泊尔两国边界，海拔8848.86米。1960年5月25日，中国登山队队员王富洲、屈银华、贡布首次完成人类从北坡登上珠穆朗玛峰的夙愿。如果他们当时身边有带刻度的水平仪刻度尺、重垂线和手表等物品，你能根据所带的物品帮他们设计简易实验方案，测出珠峰顶的重力加速度吗？ 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 1．小华想利用单摆测量某山顶的重力加速度，但没有理想的摆球，他找到一块密度较大、体积较小但形状不规则的石块当摆球，具体操作如下： (1)将石块用细线系好，P为石块上方的结点，悬点为O； (2)让该装置在竖直平面内做小角度摆动，为测量周期，需在石 块摆动到_________(填“最高点”或“最低点”)时开始计时； 【解析】石块摆到最低点时开始计算，这样容易确定单摆周期； 最低点 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 (3)若以测量的OP长度作为摆长，完成一次测量后，算出山顶的重力加 速度g，则该计算值比真实值_________(填“偏大”或“偏小”)； 偏小 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 (4)小华改变OP间细线的长度，记下两次细线长度l1、l2和对应周期T1、 T2，则g＝_________________(用以上四个量表示)。 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 2．某同学在做利用单摆测量重力加速度的实验。 (1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_________。 A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线 C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 【解析】在利用单摆测重力加速度的实验中，为了使测量误差尽量小，须选用密度大、半径小的摆球和不易伸长的细线，摆球须在同一竖直面内摆动，摆长一定时，振幅尽量小些，以使其满足简谐运动条件，B、C正确。 BC 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 (2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的 单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板 刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最 下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1； 然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球 自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期 T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL。用上述 测量结果，写出重力加速度的表达式g＝______________。 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 3．某同学在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，在用铁架台搭建好单摆后先测量摆线的长度，其过程如下： 其中悬挂最佳的是图中的_________(填“甲”“乙”或“丙”)，这样做 的目的是_________。 A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确 C．保证摆球在同一竖直平面内摆动 乙 A 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 某同学采用了如图所示方法测量摆长： 摆球直径用游标卡尺进行测量，测量方法和游标刻度如图所示，则摆球的直径是________________ mm，单摆的摆长是________________ m。 (结果保留4位有效数字) 14.00～14.06 0.483 0～0.484 5 问题交流 A级 《全效作业本》 物理 选修 第一册 [RJ] B级 C级 【解析】 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，摆长不能发生变化，所以悬挂最佳的是乙；这样做保证摆动过程中摆长不变，A正确；实验中采用的是50分度游标卡尺，读数为14 mm＋0.02×2 mm＝ 14.04 mm；摆长为47