2024届高考物理一轮复习第7章实验9用单摆测量重力加速度的大小课件.ppt

[解析]单摆振动的回复力是摆球重力在垂直摆线方向上的分力，而摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力在径向上提供向心力，选项B正确。[答案]B(3)某同学的操作步骤如下，其中正确的是________。A．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上B．用米尺量得细线长度l，测得摆长为lC．在摆线偏离竖直方向小于5°位置静止释放小球D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度[解析]测得摆长应为l＋，选项B错误；若让小球在水平面内做圆周运动，则为圆锥摆运动，测得的摆动周期不是单摆运动周期，选项D错误。[答案]AC创新点解读本题的创新点有两处：(1)利用拉力传感器记录拉力随时间变化的F-t图像。(2)由F-t图像得到单摆振动的周期。考向2数据处理创新[典例2](2023·广东湛江质检)在利用单摆测量重力加速度的大小的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g＝，只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2-l图像，就可以求出当地的重力加速度，理论上T2-l图像是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图像如图甲所示：(1)由图像求出的重力加速度g＝________m/s2(取π2＝9.87)；[答案]9.87(2)由于图像没有通过坐标原点，求出的重力加速度g值与当地真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；若利用g＝，采用公式法计算，则求出的重力加速度g值与当地真实值相比______(选填“偏大”“偏小”或“不变”)；甲乙**********第七章机械振动机械波实验九用单摆测量重力加速度的大小实验储备·一览清01实验类型·全突破02类型1类型2类型1教材原型实验题组通关1．(2022·北京市东城区上学期期末)实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。(1)实验室有如下器材可供选用：A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约2cm的铁球D．直径约2cm的塑料球E．米尺F．时钟G．停表实验时需要从上述器材中选择：________(填写器材前面的字母)。[解析]实验时需要从上述器材中选择：A．长约1m的细线；C．直径约2cm的铁球；E．米尺；G．停表；故选ACEG。[答案]ACEG(2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上。②测得摆线长度，作为单摆的摆长。③在偏角较小的位置将小球由静止释放。④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期T＝。⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。其中有一处操作不妥当的是________(填写操作步骤前面的序号)。[解析]其中的第②步骤中应该测得摆线长度加上摆球的半径作为单摆的摆长。[答案]②(3)发现(2)中操作步骤的不妥之处后，他们做了如下改进：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g＝________。(4)实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因____________________________________________________________________________________________________________________。[解析]T＝2π是单摆做简谐运动的周期公式，当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。2．某同学在用单摆测量重力加速度的大小实验中进行了如下的操作：(1)用游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，可读出摆球的直径为________cm。把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长，通过计算得到摆长l。甲乙丙[解析]摆球的直径为d＝20mm＋6×0.1mm＝20.6mm＝2.06cm。[答案]2.06(2)用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为1，单摆每经过最低点计一次数，当数到n＝60时停表的示数如图乙所示，该单摆的周期是T＝________s(结果保留三位有效数字)。[答案]2.29(3)测量出多组周期T、摆长l的数值后，画出T2-l图线如图丙所示，此图线斜率的物理意义是________。[答案]C(4)在(3