第一章训练5

训练5学生实验：用单摆测定重力加速度[概念规律组]1．在“用单摆测定重力加速度”的实验中，有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上________(填字母)．A．1m长的粗绳B．1m长的细线C．半径为1cm的小木球D．半径为1cm的小铅球E．时钟F．停表G．分度值为1mm的米尺H．分度值为1cm的米尺I．铁架台J．附砝码的天平2．对“用单摆测定重力加速度”的实验，下列说法正确的是()A．如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球，应选用铁球作摆球B．单摆偏角不应超过5°C．为便于改变摆长，可将摆线的一头绕在铁架台上的圆杆上以代替铁夹D．测量摆长时，应用力拉紧摆线3．某同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验．图1测摆长时测量结果如图1甲所示(摆线的另一端与刻度尺的零刻线对齐)，摆长为________cm；然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间如图乙所示，秒表读数为________s.4．利用单摆测重力加速度的实验中，测出单摆偏角小于5°时完成n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测得摆线长为l，用螺旋测微器测得摆球的直径为d.(1)用上述物理量和符号写出测重力加速度的一般表达式g＝________.(2)实验中有同学发现他测的重力加速度值总是偏大，其原因可能是()A．实验室在高山上，高出海平面太高B．单摆所用摆球太重C．测出n次全振动的时间t，误作为(n＋1)次全振动时间进行计算D．以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算5．一组同学在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用正确的操作方法，测定了6组摆长L和周期T的对应值．为了求出当地的重力加速度g,4位同学提出了4种不同的数据处理方法：A．从测定的6组数据中任意选取1组，用公式g＝4π2LT2求出g作为测量值B．分别求出6个L值的平均值L和6个T值的平均值T，用公式g＝4π2LT2求出g作为测量值C．分别用6组L、T的对应值，用公式g＝4π2LT2求出6个对应的g值，再求出这6个g的平均值作为测量值D．在坐标纸上作出T2－L图像，从图像中计算出图线的斜率k，根据g＝4π2/k求出g作为测量值．以上4种方法中，错误的是________，其余正确方法中偶然误差最小的是________．6．有五组同学用单摆测定重力加速度，各组的实验器材、数据如下表所示．若各组同学实验操作水平一样，那么第________组同学测定的结果最准确．若该组同学根据自己测得的实验数据作出单摆的振动图像如图2所示，那么该同学测出的重力加速度大小是________m/s2.图2组别摆球材料最大偏角摆长测全振动次数1木5°0.40m102铝5°0.50m203铜8°0.60m304铁7°0.80m405铅4°0.80m507.某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长l，通过改变摆线的长度，测得6组l和对应的周期T，画出l－T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图3所示．他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式g＝________，请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将________．(填“偏大”“偏小”或“相同”)．图38．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，为了提高测量精度，需多次改变l值，并测得相应的T值．现将测得的六组数据标示在以l为横坐标、以T2为纵坐标的坐标系上，即图4中用“·”表示的点，则：图4(1)单摆做简谐运动应满足的条件是________．(2)试根据图中给出的数据点作出T2和l的关系图线，根据图线可求出g＝________m/s2.(π取3.14，结果保留三位有效数字)9．将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图5甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度h和当地的重力加速度g.图5(1)现有如下测量工具：A.时钟；B.停表；C.天平；D.毫米刻度尺．本实验所需的测量工具有______．(2)如果实验中所得到的T2－L关系图像如图乙所示，那么真正的图像应该是a、b、c中的________．(3)根据图像求小筒的深度和当地的重力加速度．答案1．BDFGI2．AB3．99.80100.64．(1)4π2l＋d2n2t2(2)CD5．BD6．59.747.4π2lB－lAT2B－T2A相同8．(1)θ≤5°(2)图见解析9.869．(1)BD(2)a(3)0.3m9.86m/s2