szw1141探究单摆周期与摆长的关系实验的习题课20130306

第十一章机械振动浙江丽水中学宋樟伟127.6s031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314一.仪表读数问题１.秒表读数问题031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314111.4s１.秒表读数问题L0o121oo9998cm3．用米尺测出摆线长度L0=___________；999.8mm012301020cm4.用游标卡尺测摆球直径d=___________。2.10mm摆长（L）1000.85mm在做“用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差，应注意的事项是()A．摆球以选密度大，体积小的小球为好;B．摆长以0.25米为宜;C．摆角应小于10°;D．摆线的悬点要固定，方不会在摆动中出现移动或晃动;E．要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动;F．测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时；Ｇ.测量摆线长时应取下单摆测量Ｈ.摆长可以取88cm、89cm、90cm、91cm、92cm等①A、B、C、D项正确②只有E、F项正确③ACDEF正确④都正确③二、注意事项问题某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是()①摆球质量太大了；②量摆长时从悬点量到球的最下端；③摆角太大了（摆角仍小于10°）；④计算摆长时忘记把小球半径加进去；⑤计算周期时，将(n－1)次全振动误记为n次全振动.⑥用力拉紧摆线时测量摆线的长度②⑤⑥三.误差分析问题(2009·徐州高二检测)(1)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．秒表G．最小刻度为mm的米尺H.最小刻度为cm的米尺I．铁架台J．附砝码的天平四.器材选择的问题一位同学在做探究单摆周期与摆长关系的实验时，进行了如下步骤：A．组合单摆：选择相应器材组成单摆，并用铁夹将绳的上端固定；B．测摆长l：用米尺量出摆线的长度；C．测周期T：将摆球拉起一个角度，然后放开，在小球经过平衡位置时按下秒表开始计时，并数１次，接着数到第60次通过最低点并停止计时。读出这段振动的时间t，算出单摆的周期T＝t/60；D．将所测得的Ｔ和Ｌ进行估算，分析数据得出单摆的周期和摆长的关系．从上面操作步骤中找出错误的或遗漏的地方，写出该步骤的字母，并加以改正．_______________________________________________________________________________________________________________________________五.实验步骤的问题１.用图象法处理实验数据时，为什么要通过估算选择坐标轴的物理量？这样做的目的是什么？如何估算并选择坐标轴的物理量？曲线改直五.实验变式的问题作图法：由斜率来决定估算法：求比值、求增量、看变化2.如图所示，将几根相同的琴弦左端固定，右端系有不同质量的小物体，让其自然下垂，使琴弦在AB间的部分被绷紧．拨动AB间弦的中心使其振动发声，研究发出的声音的频率f跟小物体质量m和AB间弦长L的关系．(1)方法是：固定L改变m测量f作出f-m图线；固定m改变L测量f作出f-L图线．根据图中给出的两个图象，你认为最能正确表示频率f跟m、L关系的式子应该是(2)你的猜想是否正确还必须进行坐标轴变化后作图,作出图象和图象来验证.(3)如果使某一条琴弦的AB间的距离为原来的一半,再用手拔动琴弦则频率(填增大、减小或不变）LmkfLmkfLmkf2Lmkf2A.B.C.D..ABABffffmmLLoooo3.为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长L，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的L与T的数值，再以L为横坐标Ｔ２为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度g=。1.04320.80.50l/mT2/s29.86m/s2五.实验变式的问题图象问题特殊值法：找关系、待特值、解方程待定系数法：找关系、化函数、待系数、解方程4.在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g=4π2L/T2.只要测出多组单摆的摆长L和运动周期T，作出T2——L图象，就可以求出当地的重力加速度，理论上T2——L图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图所示。T2/S2L/cm99-14（1）造成图象不过坐标点的原因是:_______________________;（2）由图象求出的重力加速度__________.[取p2=9.87]测摆长时漏掉摆球半径9.87m/s25.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象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g。（1）如果实验中所得到的T2-L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的________。（2）由图象可知,小筒的深度h=_____m；当地的重力加速度g=_______m/s2。a0.39.866.（08·天津）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应为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）7.几个登山运动员登上一座地图上没有标明高度的山峰，他们只带了一些轻质细绳、钢卷尺、可当作秒表用的手表，山顶上还有形状不规则的石子、矮树，他们知道地球的半径为R0、海平面的重力加速度为g0。请根据以上条件，为他们设计测量山峰海拔高度的方法。①写出操作步骤和直接测量的物理量（物理量用英文符号表示）②推导出用以上直接测量出的物理量表示山峰海拔高度的计算式（要求写出推倒过程）021222100)()(2RLLnttgRhp提升：需要考虑引力作用的摆叫做引力摆，关键是根据重力成因（重力一式、黄金代换）求重力加速度