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用心 愛(ài)心 專心1 訓(xùn)練訓(xùn)練 1111 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 用單擺測(cè)定重力加速度用單擺測(cè)定重力加速度 1 在用單擺測(cè)定重力加速度時(shí) 擺球應(yīng)選用 A 半徑為 1 cm 的木球 B 半徑為 1 cm 的鋁球 C 半徑為 1 cm 的空心鋼球 D 半徑為 1 cm 的實(shí)心鋼球 答案 答案 D 解析 解析 鋼球密度大 同樣的體積更重 符合單擺測(cè) g 時(shí)對(duì)小球的要求 小一些 重一些好 2 為了提高周期的測(cè)量精度 下列做法可取的是 A 在平衡位置啟動(dòng)秒表 完成一次全振動(dòng)計(jì)時(shí)結(jié)束 B 在最大位移處啟動(dòng)秒表 第一次回到這一位置結(jié)束計(jì)時(shí) C 在平衡位置啟動(dòng)秒表 完成 30 次全振動(dòng)計(jì)時(shí)結(jié)束 D 在最大位移處啟動(dòng)秒表 完成 30 次全振動(dòng)計(jì)時(shí)結(jié)束 答案 答案 C 解析 解析 在平衡位置啟動(dòng)原因是 此時(shí)速度最大 易區(qū)分 計(jì)時(shí)誤差相對(duì)小 測(cè) 30 次目的是多次 理由見(jiàn)解析 測(cè)量求平均值 3 有粗細(xì)相同的棉線 絲線和鐵絲 在選取作為單擺的擺繩時(shí) 應(yīng)選取 A 棉線 因?yàn)樗容^輕 B 絲線 因?yàn)樗容p又不易發(fā)生形變 C 鐵絲 因?yàn)樗^重且擺動(dòng)起來(lái)又容易穩(wěn)定 D 任意選取哪一種都一樣 因?yàn)閱螖[的擺動(dòng)周期僅與擺長(zhǎng)有關(guān) 答案 答案 B 解析 解析 理想的單擺的擺線是一條沒(méi)有伸縮和質(zhì)量的線段 而實(shí)際情況中擺線既有形變又有質(zhì) 量 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有一定的影響 相對(duì)而言 絲線更符合條件 棉線差在形變上 而鐵絲太重了 會(huì)造 成實(shí)際擺的重心上移 影響擺長(zhǎng)測(cè)量的準(zhǔn)確度 4 針對(duì)用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn) 下面各種對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差的影響的說(shuō)法中正確的是 A 在擺長(zhǎng)和時(shí)間的測(cè)量中 時(shí)間的測(cè)量對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差影響較大 B 在擺長(zhǎng)和時(shí)間的測(cè)量中 長(zhǎng)度的測(cè)量對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差影響較大 C 將振動(dòng)次數(shù) n 記為 n 1 測(cè)算出的 g 值比當(dāng)?shù)氐墓J(rèn)值偏大 D 將擺線長(zhǎng)當(dāng)作擺長(zhǎng) 未加擺球的半徑測(cè)算出的 g 值比當(dāng)?shù)氐墓J(rèn)值偏大 答案 答案 AC 解析 解析 對(duì)于單擺重力加速度的實(shí)驗(yàn) 重力加速度表達(dá)式 g 由于與周期是平方關(guān)系 它 2 2 4 T l 若有誤差 在平方后會(huì)更大 所以時(shí)間的測(cè)量影響更大些 選 A 另外 如果振動(dòng)次數(shù)多數(shù)了一次 會(huì)造成周期的測(cè)量值變小 重力加速度測(cè)量值變大 C 也對(duì) 若擺長(zhǎng)未加小球的半徑 將使擺長(zhǎng) 的測(cè)量值變小 g 值變小 D 項(xiàng)錯(cuò) 5 某學(xué)生利用單擺測(cè)定重力加速度 在以下各實(shí)驗(yàn)步驟中 有錯(cuò)誤的步驟是 A 在未懸掛之前先測(cè)定好擺長(zhǎng) B 測(cè)得的擺長(zhǎng)為 10 cm C 將擺球拉離平衡位置 擺角約 15 后 讓其在豎直平面內(nèi)振動(dòng) D 測(cè)單擺周期時(shí) 應(yīng)從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí) 答案 答案 ABC 解析 解析 應(yīng)在懸掛好后 利用米尺來(lái)測(cè)量擺長(zhǎng) A 錯(cuò) 測(cè)出的擺長(zhǎng)不能是 10 cm 這樣 l 不滿足單擺 條件 l R B 錯(cuò) 將擺球拉離平衡位置 擺角應(yīng)小于 5 C 錯(cuò) 只有 D 正確 用心 愛(ài)心 專心2 6 某同學(xué)在做 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 如果測(cè)得的 g 值偏小 可能的原因是 A 測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊 B 擺線上端懸點(diǎn)未固定 振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)使擺線長(zhǎng)度增大了 C 開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí) 遲按秒表 D 實(shí)驗(yàn)中誤將 49 次全振動(dòng)計(jì)為 50 次全振動(dòng) 答案 答案 B 解析 解析 因?yàn)?g l測(cè) l真g測(cè)l真 g測(cè) g真 對(duì)于 C T測(cè)g真 對(duì)于 D T測(cè)g真 7 一位同學(xué)用單擺做測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn) 他將單擺掛起后 進(jìn)行了如下步驟 A 測(cè)擺長(zhǎng) l 用米尺量出擺線的長(zhǎng)度 B 測(cè)周期 T 將擺球拉起 然后放開(kāi) 在擺球某次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí) 按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí) 同時(shí)將此次 通過(guò)最低點(diǎn)作為第一次 接著一直數(shù)到擺球第 60 次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí) 按秒表停止計(jì)時(shí) 讀出這段 時(shí)間 t 算出單擺的周期 T 60 t C 將所測(cè)得的 l 和 T 代入單擺的周期公式 T 2 算出 g 將它作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果寫(xiě)入 g l 報(bào)告中去 指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方 寫(xiě)出該步驟的字母 并加以改正 答案 答案 A 要用卡尺量出擺球直徑 d 擺長(zhǎng) l 等于擺線長(zhǎng)與之和 B T C g 應(yīng)多測(cè)幾次 2 d 5 29 t 然后取平均值作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果 解析 解析 本題偏重實(shí)驗(yàn)操作中的注意事項(xiàng) 測(cè)擺長(zhǎng)應(yīng)測(cè)出擺球的重心到懸點(diǎn)的距離 要用游標(biāo) 卡尺測(cè)擺球直徑 d 擺長(zhǎng) l 等于 擺的長(zhǎng)加 d 2 測(cè)周期是關(guān)鍵 也是本題難點(diǎn) 易錯(cuò)點(diǎn) 題中所述從第 1 次到第 60 次通過(guò)最低點(diǎn) 經(jīng)歷的時(shí)間 是 60 1 2 29 5 個(gè)周期 所以 T t 29 5 在數(shù)據(jù)處理上 應(yīng)分別對(duì) l 和 T 測(cè)量多次 求出它們的平均值 l 和 T 然后代入公式 4 2l T2 g 求出的 g 值才可以作為實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果 也可以測(cè)多次 l 和 T 用 g 4 2l T2算出多個(gè) g值 再用 g g1 g2 gn n 求平均值 多次測(cè)量求平均值的目的是為了克服偶然誤差 8 在 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中 1 為了比較準(zhǔn)確地測(cè)量出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?應(yīng)選用下列所給器材中的哪些 將你所選用 的器材前的字母填在題后的橫線上 A 長(zhǎng) 1 m 左右的細(xì)繩 B 長(zhǎng) 30 cm 左右的細(xì)繩 C 直徑 2 cm 的鉛球 D 直徑 2 cm 的鐵球 E 秒表 F 時(shí)鐘 G 分度值是 1 cm 的直尺 H 分度值是 1 mm 的直尺 所選器材是 用心 愛(ài)心 專心3 2 實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)擺球偏離豎直線的要求是 理由是 答案 答案 1 A C E H 2 偏角要求小于 5 理由見(jiàn)解析 解析 解析 1 根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的原理 振動(dòng)的單擺 當(dāng)擺角小于 5 時(shí) 其振動(dòng)周期與擺長(zhǎng)的平方根成 正比 與重力加速度的平方根成反比 而與偏角的大小 振幅 擺球的質(zhì)量無(wú)關(guān) 周期公式為 T 2 經(jīng)變換得 g 因此 在實(shí)驗(yàn)中只要測(cè)出單擺的擺長(zhǎng) l 和振動(dòng)周期 T 就可以求 g l 2 2 4 T l 出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?g 的值 本實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)出 g 的值 而不是驗(yàn)證單擺的振動(dòng)規(guī)律 如果 在實(shí)驗(yàn)中選用較短的擺線 既會(huì)增大擺長(zhǎng)的測(cè)量誤差 又不易于保證偏角 小于 5 擺線較 長(zhǎng) 擺角容易滿足小于 5 的要求 單擺的振動(dòng)緩慢 方便計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí) 所以應(yīng)選 A 擺球應(yīng)盡量 選重的 所以選 C 因?yàn)閱螖[振動(dòng)周期 T 的測(cè)量誤差對(duì)重力加速度 g 的影響較大 所以計(jì)時(shí)工具應(yīng)選精確度高一 些的秒表 擺長(zhǎng)的測(cè)量誤差同時(shí)對(duì) g 的影響較大 也應(yīng)選精度較高的最小刻度為毫米的直尺 2 因?yàn)楫?dāng)擺球振動(dòng)時(shí) 球所受的回復(fù)力 F mgsin 只有當(dāng) 5 時(shí) sin 此擺才稱為單 擺 其振動(dòng)才是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 周期 T 2 的關(guān)系式才成立 g l 9 在做 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)時(shí) 用擺長(zhǎng) l 和周期 T 計(jì)算重力加速度的公式是 g 如果已知擺球直徑為 2 00 cm 用刻度尺的零刻線對(duì)準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn) 擺線豎直下 垂 如圖 甲 所示 那么單擺擺長(zhǎng)是 如果測(cè)定了 40 次全振動(dòng)的時(shí)間如圖 乙 中 秒表所示 那么秒表讀數(shù)是 s 單擺的擺動(dòng)周期是 s 答案 答案 0 874 0 m 或 87 40 cm 75 2 1 88 2 2 4 T l 解析 解析 40 次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí) 按下秒表停止計(jì)時(shí) 讀出這段時(shí)間 t 算出單擺的周期 T 將所 40 t 測(cè)得的 l 和 T 代入單擺的周期公式 T 2 算出 g 單擺的擺長(zhǎng)應(yīng)等于測(cè)量值 88 40 cm 減 g l 掉擺球的半徑 1 cm 得到 87 40 cm 10 在 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中 1 擺動(dòng)時(shí)偏角應(yīng)滿足的條件是 為了減小測(cè)量周期的誤差 計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí) 擺球應(yīng)是經(jīng)過(guò)最 填 高 或 低 點(diǎn)的位置 且用秒表測(cè)量單擺完成多次全 振動(dòng)所用的時(shí)間 求出周期 2 用最小刻度為 1 mm 的刻度尺測(cè)擺長(zhǎng) 測(cè)量情況如圖所示 O 為懸掛點(diǎn) 從圖中可知單 擺的擺長(zhǎng)為 m 3 若用 l 表示擺長(zhǎng) T 表示周期 那么重力加速度的表達(dá)式為 g 用心 愛(ài)心 專心4 答案 答案 1 偏角小于 5 低 2 0 995 0 3 4 2l T2 11 下圖為一單擺振動(dòng) 30 次秒表的指示位置 秒表的讀數(shù)是 s 單擺周期是 s 答案 答案 35 2 1 17 12 在 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中 單擺的擺角應(yīng) 從擺球經(jīng)過(guò) 開(kāi)始計(jì)時(shí) 測(cè)出 n 次全振動(dòng)的時(shí)間為 t 用毫米刻度尺測(cè)出擺線長(zhǎng)為 l 用螺旋測(cè)微器 測(cè)出擺球的直徑為 d 1 用上述物理量的符號(hào)寫(xiě)出測(cè)定重力加速度的一般表達(dá)式為 g 2 實(shí)驗(yàn)中某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)出的重力加速度值總是偏大 其原因可能是 A 實(shí)驗(yàn)室處在高山上 離海平面太高 B 單擺所用的擺球太重 C 測(cè)出 n 次全振動(dòng)的時(shí)間為 t 誤作為 n 1 次全振動(dòng)的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算 D 以擺球直徑與擺線之和作為擺長(zhǎng)來(lái)計(jì)算 答案 答案 小于 5 平衡位置 1 2 22 2 4 t d ln 2 CD 解析 解析 1 因?yàn)?g 2 2 4 T l T l l 代入 n t 2 d 用心 愛(ài)心 專心5 得 g 2 22 2 4 t d ln 2 C 正確 由于 T測(cè)g真 D 正確 l測(cè) l d l真 所以 g測(cè) g真 A 錯(cuò) 高山上比海平面 g 小 g測(cè) g真 B 錯(cuò) g 與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān) 13 在用滴水法測(cè)重力加速度這個(gè)實(shí)驗(yàn)中 使一個(gè)水滴碰到盤(pán)子時(shí)恰好有另一水滴從水龍頭開(kāi) 始下落 測(cè)出水龍頭到盤(pán)子間距離為 h m 再用秒表測(cè)時(shí)間 從第一個(gè)水滴到達(dá)盤(pán)中開(kāi)始計(jì)時(shí) 到第 n 個(gè)水滴落至盤(pán)中 共用時(shí)間為 T s 重力加速度 g 答案 答案 2 n 1 2h T2 解析 解析 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)水滴到達(dá)盤(pán)中時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)至第 n 個(gè)水滴落至盤(pán)中 所用時(shí)間為 T s 則兩個(gè)相 鄰的水滴所用時(shí)間為 t T n 1 而這個(gè)時(shí)間恰好是一個(gè)水滴下落 h m 的時(shí)間 由 h gt2 2 得 g 2h t2 2 n 1 2h T2 14 某同學(xué)在 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中 所用擺球密度不均勻 無(wú)法確定重
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