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题目
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( 1 )某研究性学习小组想利用秒表,铁架台(带铁夹)和下表中所列器材探究单摆的周期与哪些因素有关,经小组讨论分析认为,影响单摆周期的因素可能有振幅、摆球质量和摆长等.他们在实验探究过程中,始终保持单摆的最大摆角小于 100. ①甲同学探究单摆的周期与振幅的关系,他用下表中器材 1 和 4 组装单摆,通过改变摆角,多次实验,测出周期,得到的结论是单摆的周期与其振幅无关. ②乙同学想探究单摆的周期跟摆球质量的关系.请你为他设计探究思路:______
乙同学在实验探究的基础上,得到的正确结论应该是:______
答案
核心考点
试题【( 1 )某研究性学习小组想利用秒表,铁架台(带铁夹)和下表中所列器材探究单摆的周期与哪些因素有关,经小组讨论分析认为,影响单摆周期的因素可能有振幅、摆球质量和】;主要考察你对重力等知识点的理解。[详细]
举一反三
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1长l1的细线
2长l2的细线
3长l3的细线
4质量m1的小球
5质量m2的小球
6质量m3的小球
(1)探究单摆的周期跟摆球质量的关系,应控制摆长于摆角相等而摆球质量不相等,测出单摆的周期;实验设计如下:用下表中器材 1 和 4、1 和 5、1 和6分别组装3个摆长相等的单摆,使它们作最大摆角小于100的单摆,并分别测得它们的周期;实验结论:单摆的周期与其质量无关.
(2)用秒表测出单摆完成n次全振动的时间t,则单摆的周期T=
t
n

单摆摆长等于摆线长度l与摆球的半径r之和,即L=l+r;
由单摆周期公式T=2π


L
g
,可知重力加速度:g=
4π2L
T2
=
4π2(l+r)
(
t
n
)2
=
4π2n2(l+r)
t2

A、单摆的周期与摆球质量无关,由g=
4π2L
T2
可知摆球质量不影响实验结果,故A错误;
B、摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了,实际摆长l偏大,由T=2π


L
g
可知,单摆实际周期变大.由g=
4π2L
T2
可知,所测重力加速度偏小,不符合题意,故B错误;
C、开始计时,秒表过迟按下,所测时间t偏小,由g=
4π2n2(l+r)
t2
可知,所测重力加速度偏大,符合题意,故C正确;
D、把n次全振动的时间t误作为( n+l )次全振动的时,n偏大,由g=
4π2n2(l+r)
t2
可知所测重力加速度片大,符合题意,故D正确;
故答案为:(1)他用下表中器材 1 和 4、1 和 5、1 和6分别组装3个摆长相等的单摆,使它们作最大摆角小于10°的单摆,并分别测得它们的周期;单摆的周期与其质量无关;(2)CD.
将一单摆装置竖直挂于某一深度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,设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁,如果本实验的测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离为l,并通过改变l而测出对应的周期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.
(1)如果实验中所得到的T2-L关系图象如图乙所示,那么真正的图象应是a、b、c中的______.
(2)由图象可知,小筒的深度h=______m,当地的g=______m/s2
(3)某次秒表计时得的时间如图丙所示,则总时间为______s.

魔方格
在“用单摆测定重力加速度”的实验中
(1)用刻度尺量出悬点到小球的距离96.60cm,已量得小球直径是5.26cm,某同学为减少实验误差,对同一摆长的单摆进行3次周期测量,每次是在摆球通过最低点时,按下秒表开始计时,同时将此次通过最低点作为第一次,接着记录通过最低点的次数,一直数到计时终止,结果如下表:
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在“用单摆测重力加速度”的实验中,
(1)某同学的操作步骤为:
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
c.在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球
d.用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期T=t/n
e.用公式g=
4π2l
T2
计算重力加速度
按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比______(选填“偏大”、“相同”或“偏小”).
(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T′=T0[1+asin2(
θ
2
)]
,式中T0为摆角趋近于0°时的周期,a为常数.为了用图象法验证该关系式,需要测量 的物理量有______;若某同学在实验中得到了如图所示的图线,则图象中的横轴表示______.魔方格
某同学让重锤做自由落体运动,利用打点计时器打出的纸带来测量当地的重力加速度.该同学在实验中得到6条纸带,如图所示为其中一条,在纸带上取6个计数点,两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s.其中1、2、3点相邻,4、5、6点相邻,在3点和4点之间还有若干个点.s1是l、3两点的距离,s3是4、6两点的距离,s2是2、5两点的距离.

魔方格

①测sl、s2、s3后,点2速度的表达式v2=______
②该同学测得的数据是s1=4.0cm,s2=20.0cm,s3=8.8cm,根据数据求出重力加速度g=______m/s2(保留两位有效数字);
③测量值小于当地的重力加速度真实值的原因是______.
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”)魔方格