与名师对话·高三课标版物理x3-4-2实验探究单摆的运动用单摆测定重力加速度

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1、(对应学生用书P234)一、实验目的1．学会用单摆测定当地的重力加速度．2．能正确熟练地使用秒表．四、实验步骤1．做单摆(如图所示)：(1)取长约1m的细丝线穿过带孔的小钢球，打一个比孔略大一些的结，做成单摆；(2)把线的上端用铁夹固定在铁架台的支架上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记．六、误差分析产生原因减小方法偶然误差测量时间(单摆周期)时产生误差，测量摆长时产生误差多次测量再求平均值或用图象法，计时时从单摆经过平衡位置开始，不要多记或漏记全振动的次数系统误差主要来源于单摆模型本身摆球要选体积小，密

2、度大的；最大摆角要小于10°；单摆要在同一竖直平面内摆动，不要成为圆锥摆七、注意事项1．所用实验器材应符合要求，即摆线应选择轻、细且不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选择密度较大的实心金属球，球的直径应较小，一般不超过2cm.2．单摆的悬线上端应该用铁夹夹住，不可随意卷在铁夹的横杆上，以免摆动过程中发生摆线松动、摆长改变的现象．3．启动摆时，应注意控制摆线偏离竖直方向夹角小于10°.4．摆球摆动时，要确保在同一竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆．5．计量单摆的全振动次数时，应从摆球经过最低位置时开始计时，在数零的同时按下秒表，开始计数．①他组装单摆时

3、，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是________(填字母代号)．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．需要改变摆长时便于调节D．保证摆球在同一竖直平面内摆动②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L＝0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径__mm，单摆摆长为________m.③下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A，B，C均为3

4、0次全振动的图象，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________(填字母代号)．③测30次全振动所用时间，计时起点选在平衡位置，易于观察且测量数据准确，B错误；单摆的摆角要求在10°以内，单摆的振幅A＝lsinθ(θ为单摆摆角)，当θ＝5°时，A＝lsin5°＝8.6cm，A选项振幅为8cm，摆角在5°以内，A正确；当摆角为15°时，A＝lsin15°＝26cm，CD摆角都在15°以上，CD错误．[答案]①AC②12.00.9930③A第②问中，把L看成是悬线的长度导致出错；第③问中不能找出

5、单摆振幅与摆长、摆角的关系，从而无法判断选项的正误.(1)如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图(甲)所示，那么单摆摆长是____m，如果测定了40次全振动的时间如图(乙)中秒表所示，那么秒表读数是________s．单摆的振动周期是________s.(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是_____(填写代号)．A．测摆长时，忘记了摆球的半径B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过早按下D．实验中误将39次全振动次数记为40次(3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单

6、摆的振动周期，记录表格如下：以l为横坐标、T2为纵坐标，作出T2－l图线，并利用此图线求重力加速度g.l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84[答案](1)0.874075.21.88(2)ABC(3)图见尝试解答9.86m/s2(1)本题以用单摆测定重力加速度的相关知识为依托，着重考查对实验原理的理解能力和利用图象分析实验数据的能力．(2)用斜率求g时，所选两点的间距要尽量大一些.图中磁传感器的引出端A应接到________．使单摆做小角

7、度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于___．若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为________(地磁场和磁传感器的影响可忽略)．(2)多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T.此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT－lgL图线为______(填“直线”“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g＝_____.本题考查单摆测重力加速度的原理、电磁感应现象的产生，并考查了考生的推理能力、分析综合能力，及运用数学知识处理物理问题的能力，难度较大．(对应学

8、生用书P236)1．(2011·福建高考)某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1