高考物理一轮复习 用单摆测定重力加速度教学实验(含解析)

参考答案

考向探究突破

【题例】 答案：(1)0.97 (2)C

解析：(1)主尺读数为9 mm，游标尺第7条刻线与主尺对齐，读数为9 mm＋7×0.1 mm＝9.7 mm＝0.97 cm。

(2)摆角太大，且计时应在平衡位置，A项错误；计时100次为50个周期，一个周期为，B项错误；摆长应为摆线长加摆球半径，l偏大，由T＝2π计算出重力加速度偏大，50gC项正确；应选择密度较大的摆球，测得的重力加速度误差较小，D项错误。

演练巩固提升

1．答案：小于5° 平衡位置

4π?l′＋?n2??

(1) (2)ACD 22

tl?

d?

2

t解析：当偏角θ＜5°时，单摆的振动才可以认为是简谐运动；摆球经过平衡位置时速度大，用时少，计时误差小，并且平衡位置容易确定。

(1)根据T＝2π2

ltd，又T＝，l＝l′＋， gn2d?2

4π?l′＋?n2??

得g＝。 2

?

t(2)根据(1)可知g偏大的原因可能是T偏小，l偏大，所以C、D选项正确；磁铁矿对钢球有向下的引力，g值比正常值偏大，A正确；摆球的质量对T和g无影响，B错。

2．答案：(1)2.65 s (2)996.5 mm

24πl(3)2 (4)A

T解析：(1)t＝2 min＋12.5 s＝132.5 s，T＝＝2.65 s

50

(2)摆长是从悬挂点到球心的距离，读数为990.0 mm＋6.5 mm(估计读数)＝996.5 mm。

2

l4πl(3)由T＝2π，得g＝2。

tgT(4)球的质量大小并不影响重力加速度的大小，而空气的浮力的存在，能够造成“看上去”重力加速度减小，故甲的说法是正确的。

3．答案：①AC ②12.0 0.993 0 ③A

解析：①橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变，从而保障摆长一定，同时又便于调节摆长，选项AC说法正确；②根据游标卡尺读数规则可得摆球直径为d＝12 mm＋0.1 mm×0＝12.0 mm，则单摆摆长为L0＝L－d/2＝0.993 0 m(注意统一单位)；③单摆摆角不超过5°，且计时位置应从最低点(即速度最大位置)开始，故选项A的操作符合要求。

4．答案：实验一： (1)器材有A，H，I。 (2)主要的实验步骤：

①选取一个合适的钩码，用天平测出其质量m； ②用测力计测出该钩码的重力F；

③计算重力加速度的表达式为gX＝。 实验二：

(1)选用的器材有C，E，G，K，M。 (2)主要的实验步骤：

①组装并安装好单摆，测出摆线长度l；

Fm 5

②测出几次全振动的时间t，算出周期T＝； ③由单摆周期公式可得

22

2πn2l＋dgX＝。 2tnt实验三：

(1)选用的器材有G，L，M。 (2)主要的实验步骤：

①将带光控计时器的平板用支架竖直架稳； ②测量两个光控门之间的距离h；

122h③把滑块从上面的一个光控门处自由释放，读出下落时间t。由公式h＝gt可知gX＝2。

2t5．C 解析：由于圆弧半径非常大，小球像单摆一样做简谐运动，半径相等，两者周期相同，与振幅无关，同时经过四分之一周期在O点相遇。

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