2011屆高考物理一輪復(fù)習(xí)重要題型名師精講之機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)波第3講試驗(yàn)用單擺測定重力加速度

1、第3講 實(shí)驗(yàn) 用單擺測定重力加速度h隨堂訓(xùn)練、|1在做“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，有人提出以下幾點(diǎn)建議：A 適當(dāng)加長擺線B 質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大D 當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是 .解析：單擺實(shí)驗(yàn)的精確度取決于實(shí)驗(yàn)裝置的理想化程度及相關(guān)物理量的測量精度適當(dāng)加大擺線長度，有 利于把擺球看成質(zhì)點(diǎn)，在擺角小于10 的條件下，擺球的空間位置變化較大，便于觀察，A對擺球體積越大，所受空氣阻力越大，對質(zhì)量相同的擺球其影響越大，B錯(cuò)擺角應(yīng)小于10 , C對本實(shí)

2、驗(yàn)采用累積法測量周期，若僅測量一次全振動(dòng)，由于球過平衡位置時(shí)速度較大，難以準(zhǔn)確記錄，且一次全振動(dòng)的時(shí) 間太短，偶然誤差較大，D錯(cuò).答案：AC2. 某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，先測得擺線長為97.50 cm ,擺球直徑為2.00 cm ,然后用秒表記錄了單擺振動(dòng) 50次所用的時(shí)間如圖1 3- 6所示則：圖136（1）該擺擺長為 cm，秒表的示數(shù)為 ;（2）如果他測得的g值偏小，可能的原因是（）A 測擺線長時(shí)擺線拉得過緊B 擺線上端未牢固地系于懸點(diǎn)，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長度增加了C開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過遲按下D .實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)數(shù)為50次解析：（1）由擺長公式1 = I + d

3、/2，知1= 98.50 cm = 0.985 0 m，由秒表的讀數(shù)方法，可求得單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間上=短針讀數(shù) 心）+長針讀數(shù)（t2）= 3X 30 s+ 9.8 s= 99.8 s,同時(shí)可求得周期 T.4 ni通過，可知g偏小的可能原因有二：一是擺長 I的測量值偏小，即測量值小于實(shí)際值，可知A錯(cuò)，B正確；二是周期 T的測量值偏大，如開始計(jì)時(shí)時(shí)，過早按下秒表；停止計(jì)時(shí)時(shí)，過遲按下秒表；誤把n + 1次全振動(dòng)數(shù)為n次等等.由此可知 C、D選項(xiàng)皆錯(cuò)，故正確答案為 B.答案：(1)98.599.8 s (2)B3. 在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測得單擺擺角小于5完成n全振動(dòng)的時(shí)間為t,

4、用毫米刻度尺測得擺線長為L,用螺旋測微器測得擺球直徑為d.圖137(1)用上述物理量的符號寫出重力加速度的一般表達(dá)式g =.從圖1 3 7可知，擺球直徑d的讀數(shù)為 mm.(3) 實(shí)驗(yàn)中有個(gè)同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測得重力加速度的值偏大，其原因可能是()A .懸點(diǎn)未固定緊，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線增長了B .單擺所用擺球質(zhì)量太大C 把n次全振動(dòng)時(shí)間誤當(dāng)成(n + 1)次全振動(dòng)時(shí)間D 以擺線長作為擺長來計(jì)算解析：單擺的擺長為I = L + d/2,完成n次振動(dòng)的時(shí)間為t，振動(dòng)的周期T = t/n，代入單擺的周期公式T = 2n-:g中，整理可得t2讀出螺旋測微器的示數(shù)為5.980( 0.02均可)；由推導(dǎo)出的公式

5、 g =只有C答案正確.4 ,n2答案：t2(2)5.980(3)C4. 某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長L,通過改變擺線的長度，測得 6組L和對應(yīng)的周期T,畫出L T2圖線，然后在圖線上選 取A、B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖1 3 8所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為 g =.請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將(填“偏大” “偏小”或“相同”).圖138解析：設(shè)擺球重心在球心的正下方 x處，則第一次測量時(shí)擺長Li=Li + x，對應(yīng)周期Ti= 2第二次測量時(shí)擺長L2 = L2+

6、x，對應(yīng)周期 T2= 2 n聯(lián)立解得g= 4片1 J，用圖象法處理實(shí)T2 T24 n（LA Lb）驗(yàn)數(shù)據(jù)，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式為g=2一2 ，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相同.4 (Lb La)tB tA相同TA TB5. （2009浙江，22）（1）在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖13 9甲、乙所示測量方法正確的是 （選填“甲”或“乙”）.T6圖139（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖1 3 10所示光敏電阻與某一自動(dòng)記錄相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖 1 3 11所示，則該單擺的振動(dòng)周期為若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單 擺的周期將 （填“變大”、“不變”或“變小”），圖1 3 11中的At將（填“變大”、“不變”或“變小”）.兀II百*2 t圖 1 3 11解析：通過R隨t的變化圖象可知，單擺半個(gè)周期的時(shí)間為* + to） t1 = to，所以單擺的周期為