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1、用單擺測定重力加速度
1.用單擺測定重力加速度時,某同學測得的數值大于當地重力加速度的真實值,引起這一誤差的可能原因是( )
A.擺球在水平面內做圓周運動
B.測量擺長時,漏加擺球半徑
C.測量周期時,當擺球通過平衡位置時啟動秒表并數下“1”,直到第30次通過平衡位置時制動秒表,讀出經歷時間t,得周期T=t/30,來進行計算
D.單擺的最大擺角遠大于10°
解析:選AC.擺球在水平面內做圓錐擺動時,周期T=2π,說明擺球做圓錐擺動時,它的周期小于同樣擺長單擺的周期,代入g=4π2l/T2,因為T減小,g增大,故A正確;漏加擺球半徑和擺角偏大時,都會使得g測量值偏小,
2、故B、D錯;而C項計算錯誤,按C中方法T=t/14.5 s,測量的周期偏小,也使g偏大,C正確.
2.在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中,有人提出以下幾點建議,其中對提高測量結果精確度有利的是( )
A.適當加長擺線
B.質量相同、體積不同的擺球,應選用體積較大的
C.單擺偏離平衡位置的角度不能太大
D.當單擺經過平衡位置時開始計時,經過一次全振動后停止計時,用此時間間隔作為單擺振動的周期
解析:選AC.在用單擺測重力加速度的實驗中,擺線應適當長一些,以增大周期,便于測量;對質量相同的擺球,應選體積小的,以減小阻力的影響;單擺的擺角不可太大,以保證小球做簡諧運動;應測量多次全振
3、動的時間去求周期,以減小測量誤差.綜上所述,對提高測量結果精確度有利的是A、C.
3.在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時,下列做法或說法正確的是( )
A.用刻度尺測出的擺線長就是擺長
B.用停表測出30~50次全振動的時間再算出周期
C.得到一系列擺長l、周期T的數據后,通過估算猜測T2與l的關系,然后再依據可能的線性關系作圖
D.每一組擺長都對應算出周期,然后不同組的擺長求平均值,不同組的周期也求平均值,再探究這兩個平均值間的關系
答案:BC
4.用單擺測定重力加速度的實驗中,下列說法正確的是( )
A.用單擺能夠比較準確地測出當地的重力加速度,公式為g=
B.公式
4、是在小偏角下對單擺模型總結出來的,實驗中要注意這些條件
C.設測量擺長時的絕對誤差是Δl,相對誤差,由此可知應該選擇擺長很長的單擺進行實驗,越長越好
D.設測n次全振動時間的絕對誤差為Δt,周期的絕對誤差ΔT=,由此可知應增大單擺的擺動次數,越多越好
答案:AB
5.(2020年重慶模擬)在“用單擺測定重力加速度”的實驗中,先用刻度尺測出懸點到小球底端的長度如圖7-4-3甲所示,然后用游標卡尺測出小球的直徑如圖乙所示,再用停表測出單擺完成40次全振動所用的時間如圖丙所示.則測出的小球直徑為________ cm,單擺的周期為________ s,單擺的擺長為________ cm.
5、
圖7-4-3
答案:1.94 1.875 87.45
6.在“用單擺測定重力加速度”的實驗中:
(1)用主尺最小分度為1 mm,游標上有20個分度的卡尺測量金屬球的直徑,結果如圖7-4-4甲所示,可以讀出此金屬球的直徑為________ mm.
圖7-4-4
(2)某同學在利用單擺測重力加速度的實驗中,測出多組擺長L與周期T的數據,根據實驗數據,作出了T2-L的關系圖象如圖7-4-4乙所示,根據圖中數據,可算出重力加速度值為________ m/s2(π2=9.86,結果保留三位有效數字).
解析:(2)由T=2π
∴g== m/s2=9.86 m/s2.
答案:(1)
6、19.40 (2)9.86
圖7-4-5
7.(2020年高考重慶卷)(1)某同學在探究影響單擺周期的因素時有如下操作,請判斷是否恰當(填“是”或“否”).
①把單擺從平衡位置拉開約5°釋放:________;
②在擺球經過最低點時啟動秒表計時:________;
③用秒表記錄擺球一次全振動的時間作為周期:________.
(2)該同學改進測量方法后,得到的部分測量數據見下表.用螺旋測微器測量其中一個擺球直徑的示數如圖7-4-5所示.
數據組編號
擺長/mm
擺球質量/g
周期/s
1
999.0
32.2
2.0
2
999.0
15.5
2.0
3
7、
759.2
32.2
1.8
4
799.2
15.5
1.8
5
501.1
32.2
1.4
6
501.1
16.5
1.4
該球的直徑為________mm.根據表中數據可以初步判斷單擺周期隨________的增大而增大.
解析:(1)①單擺在最大擺角不超過10°時可看成是簡諧運動.②擺球經過最低點時速度最大,滯留的時間最短,計時誤差最小.③為減小測量周期時的誤差,應測單擺完成30~50次全振動所用的時間來求出周期.
螺旋測微器上的固定刻度讀數為20.5 mm,可動部分的讀數約為18.5,則測量結果為20.5 mm+18.5×0.01 mm=20.685 mm.分析表中數據可以看出,擺長不變時周期不變,擺長變化時周期才發(fā)生變化.
答案:(1)①是?、谑恰、鄯瘛?2)20.685(20.683~20.687)
擺長