(新課改省份專用)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 第3節(jié) 實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)量重力加速度的大小學(xué)案(含解析).doc
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第3節(jié)實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)量重力加速度的大小一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?練習(xí)使用秒表和刻度尺,測(cè)單擺的周期和擺長(zhǎng)。2用單擺測(cè)出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭。二、實(shí)驗(yàn)原理:T2 g。三、實(shí)驗(yàn)器材:?jiǎn)螖[、游標(biāo)卡尺、 毫米刻度尺、秒表。四、實(shí)驗(yàn)步驟1做單擺:取約1 m長(zhǎng)的細(xì)絲線穿過(guò)帶中心孔的小鋼球,并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié),然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上,讓擺球自然下垂。2測(cè)擺長(zhǎng):用刻度尺量出擺線長(zhǎng)l(精確到毫米) ,用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑D,則單擺的擺長(zhǎng)ll。3測(cè)周期:將單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度(小于5),然后釋放小球,記下單擺擺動(dòng) 3050次的總時(shí)間,算出平均每擺動(dòng)一次的時(shí)間,即為單擺的振動(dòng)周期。4改變擺長(zhǎng),重做幾次實(shí)驗(yàn)。五、數(shù)據(jù)處理1公式法:gl。2圖像法:畫(huà)lT2圖像。六、注意事項(xiàng)1選用1 m左右的細(xì)線。2懸線頂端不能晃動(dòng),需用夾子夾住,保證頂點(diǎn)固定。3小球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng),且擺角小于5。4選擇在擺球擺到平衡位置處開(kāi)始計(jì)時(shí),并數(shù)準(zhǔn)全振動(dòng)的次數(shù)。 5小球自然下垂時(shí),用毫米刻度尺量出懸線長(zhǎng)l,用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑,然后算出擺球的半徑r,則擺長(zhǎng) llr?;A(chǔ)考法1根據(jù)單擺周期公式T2 ,可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取H鐖D甲所示,將細(xì)線的上端固定在鐵架臺(tái)上,下端系一小鋼球,就做成了單擺。(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑,示數(shù)如圖乙所示,讀數(shù)為_(kāi) mm。(2)以下是實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的一些做法,其中正確的有_。a擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的,并且盡可能長(zhǎng)一些b擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的c為了使擺的周期大一些,以方便測(cè)量,開(kāi)始時(shí)拉開(kāi)擺球,使擺線相距平衡位置有較大的角度d拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5,在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),當(dāng)擺球回到開(kāi)始位置時(shí)停止計(jì)時(shí),此時(shí)間間隔t即為單擺周期Te拉開(kāi)擺球,使擺線偏離平衡位置不大于5,釋放擺球,當(dāng)擺球振動(dòng)穩(wěn)定后,從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí),記下擺球做50次全振動(dòng)所用的時(shí)間t,則單擺周期T解析:(1)該游標(biāo)尺為十分度的,根據(jù)讀數(shù)規(guī)則可讀出小鋼球直徑為18 mm50.1 mm18.5 mm。(2)根據(jù)用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)要求可判斷a、b、e正確。答案:(1)18.5(2)abe2某同學(xué)利用單擺測(cè)量重力加速度的大小。(1)為了使測(cè)量誤差盡量小,下列說(shuō)法正確的是_。A組裝單擺須選用密度和直徑都較小的擺球B組裝單擺須選用輕且不易伸長(zhǎng)的細(xì)線C實(shí)驗(yàn)時(shí)須使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)D擺長(zhǎng)一定的情況下,擺的振幅盡量大(2)如圖所示,在物理支架的豎直立柱上固定有擺長(zhǎng)約1 m的單擺。實(shí)驗(yàn)時(shí),由于僅有量程為20 cm、精度為1 mm的鋼板刻度尺,于是他先使擺球自然下垂,在豎直立柱上與擺球最下端處于同一水平面的位置做一標(biāo)記點(diǎn),測(cè)出單擺的周期T1;然后保持懸點(diǎn)位置不變,設(shè)法將擺長(zhǎng)縮短一些,再次使擺球自然下垂,用同樣方法在豎直立柱上做另一標(biāo)記點(diǎn),并測(cè)出單擺的周期T2;最后用鋼板刻度尺量出豎直立柱上兩標(biāo)記點(diǎn)之間的距離L。用上述測(cè)量結(jié)果,寫(xiě)出重力加速度的表達(dá)式g_。解析:(1)組裝單擺時(shí),懸線應(yīng)選用不易伸長(zhǎng)的細(xì)線;擺球選擇體積小、密度大的擺球;單擺擺動(dòng)時(shí)在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng),擺的振幅盡量小一些。選項(xiàng)B、C正確。(2)設(shè)單擺的周期為T(mén)1時(shí)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)1,周期為T(mén)2時(shí)擺長(zhǎng)為L(zhǎng)2則T12 T22 且L1L2L聯(lián)立式得g。答案:(1)BC(2)3(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑的操作如圖甲、乙所示。測(cè)量方法正確的是_(選填“甲”或“乙”)。(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)的最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻,如圖丙所示。光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連,該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t的變化圖線如圖丁所示,則該單擺的振動(dòng)周期為_(kāi)。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)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_(選填“變大”“不變”或“變小”),圖丁中的t將_(選填“變大”“不變”或“變小”)。解析:(1)游標(biāo)卡尺應(yīng)該用兩外測(cè)量爪對(duì)齊的地方測(cè)量,正確的是題圖乙。(2)一個(gè)周期內(nèi)小球應(yīng)該兩次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn),使光敏電阻的阻值發(fā)生變化,故周期為t12t0t12t0;小球的直徑變大后,擺長(zhǎng)變長(zhǎng),根據(jù)T2 可知,周期變大;每次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)小球的擋光的時(shí)間變長(zhǎng),即t變大。答案:(1)乙(2)2t0變大變大4.某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋l(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(zhǎng)L,通過(guò)改變擺線的長(zhǎng)度,測(cè)得6組L和對(duì)應(yīng)的周期T,畫(huà)出LT2圖線,然后在圖線上選取A、B兩個(gè)點(diǎn),坐標(biāo)如圖所示。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_(用圖中標(biāo)注字母表示)。請(qǐng)你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心在球心處的情況相比,將_(選填“偏大”“偏小”或“相同”)。解析:由單擺的周期公式T2 ,得T242,則TA 242,TB242,可得g,由此式可知測(cè)得的g與某一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的擺長(zhǎng)無(wú)關(guān),與兩次實(shí)驗(yàn)中的擺長(zhǎng)差有關(guān),所以g值與擺球重心在不在球心處無(wú)關(guān)。答案:相同5利用單擺測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中。(1)利用游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬小球直徑如圖甲所示,小球直徑d_cm。(2)某同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)如下表,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出LT2圖像。L/m0.4000.5000.6000.8001.200T2/s21.602.102.403.204.80由圖像可得重力加速度g_m/s2(保留三位有效數(shù)字)。(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑,其他操作無(wú)誤,那么他得到的實(shí)驗(yàn)圖像可能是下列圖像中的_。解析:(1)小球的直徑d22 mm0.1 mm622.6 mm2.26 cm。(2)LT2圖像如圖所示:由T2 可得:LT2,k對(duì)應(yīng)圖像可得:k0.25可解得:g42k9.86 m/s2。(3)在實(shí)驗(yàn)中,若擺長(zhǎng)沒(méi)有加小球的半徑,其他操作無(wú)誤,可得:LT2。故可知B正確,A、C、D均錯(cuò)誤。答案:(1)2.26(2)圖見(jiàn)解析9.86(3)B- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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