课时作业9单摆　实验：用单摆测量重力加速度公开课.docx

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1、课时作业9单摆实验：用单摆测量重力加速度时间：45分钟一、选择题（15为单项选择，69为多项选择）1.在“用单摆测重力加速度”的实验中，为了减少实验误差,以下操作正确的选项是（B ）A.选取长度10 cm左右的细绳作为摆线B.在摆球运动到最低点处开始计时C.假设摆球次经过最低点所用的时间为,那么单摆的周期为7= nD.屡次改变摆长Z,测出不同摆长下摆球运动的周期T,可由 图象求出重力加速度g解析：此题考查了用单摆测当地的重力加速度这一实验的实验原 理、考前须知、数据的处理方法.在用单摆测重力加速度实验中，摆 线的选取应适当长一些，10 cm太短，A错误；摆球运动到最低点时, 运动最明显，在此计

2、时，误差最小，B正确；摆球一个周期内两次经 过最低点，所以7=5, C错误；由周期公式得72=尾,可由T2 一/图象求出重力加速度g, D错误.2 .将秒摆（周期为2 s）的周期变为1s以下措施可行的是（D ） A.将摆球的质量减半B.将振幅减半C.将摆长减半D.将摆长减为原来的解析：由单摆周期公式T=27tJ|可以看出，要使周期减半，摆 长应减为原来的:.3 .用单摆测定重力加速度，根据的原理是（C ）A.由A.由4n2lg-于看出，T一定时，g与/成正比B.由 g=4n2l看出，/一定时，g与P成反比C.由于单摆的振动周期T和摆长/可用实验测定，利用4tt2/ g=4tt2/ g=可算出当

3、地的重力加速度D.同一地区单摆的周期不变，不同地区的重力加速度与周期的 平方成反比解析：g是由所处的地理位置的情况来决定的，与Z及T无关， 故只有C正确.4 .有一摆长为L的单摆，悬点正下方某处有一光滑小钉，当摆A. L/4C. 3L/4B. L/4C. 3L/4C. L/2D.条件缺乏，无法判断球经过平衡位置向左摆动时，摆线的上部将被挡住，使摆长发生变 化.现使摆球做小角度摆动，以下图为摆球从右边最高点M摆至左边 最高点N的闪光照片（悬点和小钉未摄入），P为摆动中的最低点，每 相邻两次闪光的时间间隔相等，那么小钉距悬点的距离为（C ）解析：该题考查周期公式中的等效摆长.题图中M到尸为四个 时

4、间间隔，尸到N为两个时间间隔，即左半局部单摆的周期是右半部 分单摆周期的根据周期公式丁=2己，可得左半局部单摆的摆长 为孑，即小钉距悬点的距离为34,故C选项正确.5 .如下图，MN为半径较大的光滑圆弧轨道的一局部，把小球A放在MN的圆心处，再把另一小球B放在MN上离最低点C很近 的3处，今使两球同时自由释放，那么在不计空气阻力时有（A ）A. A球先到达。点b球先到达C点C.两球同时到达C点D.无法确定哪一个球先到达。点解析：A做自由落体运动，到达。点所需时间以=圆弧轨道的半径.因为圆弧轨道的半径R很大，3球离最低点。又很 近，所以B球在轨道给它的支持力和重力的作用下沿圆弧做简谐运 动，等同

5、于摆长为K的单摆，那么运动到最低点。所用的时间是单摆振 动周期的:，即勿=(=久/|打，所以A球先到达C点.6 .以下图为甲、乙两单摆的振动图象，贝！1( BD )Ax/cmt/sA.假设甲、乙两单摆在同一地点摆动，那么甲、乙两单摆的摆长之 比为I甲I乙=21B.假设甲、乙两单摆在同一地点摆动，那么甲、乙两单摆的摆长之 比为I甲，乙=41C.假设甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，那么甲、乙 两摆所在星球的重力加速度之比为g甲g乙=41D.假设甲、乙两摆摆长相同，且在不同的星球上摆动，那么甲、乙两摆所在星球的重力加速度之比为g甲g乙=14解析：由题图可知T甲T乙=21,假设两单摆在同一地

6、点，那么两摆长之比为，甲 屋=41,故A错误，B正确；假设两摆长相等,那么所在星球的重力加速度之比为g甲g乙=14,故C错误，D正确.7 .如下图，A、B分别为单摆做简谐运动时摆球的不同位置.其中，位置A为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线.以摆球最低位置为重力势能零点，那么摆球在摆动过程中（BC ）A.A.B.位于B处时动能最大位于A处时势能最大C.在位置A的势能大于在位置B的动能D.D.在位置B的机械能大于在位置A的机械能解析：摆球在摆动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故D错；A为摆球摆动的最高位置，其势能最大，B对；摆球摆到最低点 时势能为零，动能最大，而B并非摆动中的最低位置

7、，其动能并非最 大，故A错；摆球在A处的势能等于总的机械能，在3处的动能小 于总机械能（其中一局部为势能），故在位置A的势能大于在位置B的 动能，所以C对.8 .单摆做简谐运动时，以下说法正确的选项是（AD ）A.摆球质量越大、振幅越大，那么单摆振动的能量越大B.单摆振动能量与摆球质量无关，与振幅有关C.C.摆球到达最高点时势能最大，摆线弹力最大D.摆球通过平衡位置时动能最大，摆线弹力最大解析：对于无阻尼单摆系统，机械能守恒，其数值等于最大位移 处摆球的重力势能或平衡位置处摆球的动能.摆球质量越大、振幅越大，那么最大位移处摆球的重力势能越大，所以A选项正确，而B选 项错误；在最高点时速度为零，

8、所需向心力为零，故摆线弹力最小， 所以C选项错误；同理，D选项正确.9 .如以下图所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，以下说法中正确的选项是(A.甲、乙两单摆的摆长相等B.甲摆的振幅比乙摆大C.甲摆的机械能比乙摆大D.在，=0.5s时有正向最大加速度的是乙摆解析：振幅可从图上看出甲摆大，应选项B对.且两摆周期相等, 那么摆长相等.因质量关系不明确，无法比拟机械能，=0.5 s时乙摆 球在负的最大位移处，故有正向最大加速度.所以正确选项为A、B、二、非选择题10 .某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中:012 cm111山1|.|.1.1.|.11山111111III fl I0

9、5 10用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如下图，那么该摆球的直径为0.97 cm.(2)小组成员在实验过程中有如下做法，其中正确的选项是CA.把单摆从平衡位置拉开30。的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B.测量摆球通过最低点100次的时间那么单摆周期为B.测量摆球通过最低点100次的时间那么单摆周期为100C.用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计 算得到的重力加速度值偏大D.选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小解析：（1）游标卡尺读数=主尺读数+游标尺读数=0.9 cm +7X0.01 cm=0.97 cm.（2）要使摆球做简谐运动，摆角应小于5。,应选择密度较大的

10、摆球, 阻力的影响较小，测得重力加速度误差较小，A、D错；摆球通过最 低点100次，完成50次全振动，周期是B错；摆长应是I +，/ 为悬线的长度），假设用悬线的长度加直径，那么测出的重力加速度值偏大, （2对.11 .某实验小组拟用甲图所示的装置研究滑块的运动.实验器材有滑块、钩码、纸带、毫米刻度尺、带滑轮的木板、漏斗和细线组成 的单摆（细线质量不计且不可伸长，装满有色液体后，漏斗和液体质量 相差不大）等.实验前，在控制液体不漏的情况下，从漏斗某次经过最 低点时开始计时，测得之后漏斗第100次经过最低点共用时100 s；实验中，让滑块在钩码作用下拖动纸带做匀加速直线运动，同时单摆垂 直于纸带

11、运动方向做微小振幅摆动，漏斗漏出的液体在纸带上留下的 痕迹记录了漏斗在不同时刻的位置./纸带，漏,钩码3（1）该单摆的周期是2s.（2）图乙是实验得到的有液体痕迹并进行了数据测量的纸带，根据 纸带可求出滑块的加速度为n/s2；（结果取两位有效数字）（3）用该实验装置测量滑块加速度，对实验结果影响最大的因素是 漏斗重心变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆周期，影响加速 度的测量值.解析：（1）一个周期内漏斗2次经过最低点，所以周期T=2s;（2）由题图可知时间间隔为半个周期t=l s,由逐差法可知a = 0.399 9+0.300 1-0.200 1-0.099 9,2X2X12（3）漏斗重心

12、变化导致单摆有效摆长变化，从而改变单摆周期，影 响加速度的测量值.12 .将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为以未知）且开口向下的 小筒中（单摆的下局部露于筒外），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,再以产为纵轴、七为横 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.甲丙乙(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BD.(2)如果实验中所得到的Fl关系图象如图乙所示，那么真正的 图象应该是a、b、c中的4(3)由图象可知，小筒的深度当地重力加速度3=9.86 m/s2.解析：本实验主要考查用单摆测重力加速度的实验步骤、实验方 法和数据处理方法.测量筒的下端口到摆球球心之间的距离L要用到毫米刻度尺, 测单摆的周期需要用停表，所以测量工具选B、D.设摆线在筒内局部的长度为比由T=2n47r2+h9可知F乙关系图象为以 g(3)将72=0, L=-30 cm代入上式可得h=30 cm=0.3 m将T2=1.20 s2, L=0代入上式可求得 g=7t29.86 m/s2.