人教版 (2019)4 单摆精品复习练习题

这是一份人教版 (2019)4 单摆精品复习练习题，文件包含人教版2019高中物理选择性必修第一册25《实验用单摆测重力加速度》导学案教师版docx、人教版2019高中物理选择性必修第一册25《实验用单摆测重力加速度》导学案学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共15页， 欢迎下载使用。

【学习目标】
1.会依据单摆周期公式确定实验思路。
2.能设计实验方案，会正确安装实验装置并进行实验操作。
3.能正确使用刻度尺测量单摆的摆长，能正确使用停表测量单摆的振动周期。
4.能正确处理数据，测出当地的重力加速度。
5.能从多个角度进行实验误差分析。
【学习重难点】
1.教学重点：实验设计思路、实验原理及实验过程中的注意事项；
2.教学难点：用两种方法进行数据处理及实验误差分析。
【知识回顾】
一、单摆的回复力
1．回复力的来源
摆球的重力沿__ __方向的分力。
2．回复力的特点
在偏角很小时，摆球所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成__ _，方向总指向__ __，即F＝__ __。
单摆的周期
1.公式的提出：周期公式是荷兰物理学家__ __首先提出的。
2.公式：T＝__ __，即T与摆长l的二次方根成__ __，与重力加速度g的二次方根成__ __。
【自主预习】
一、实验目的
通过测量摆长、周期，利用公式g＝__ _求出当地的重力加速度。
二、实验器材
铁架台及铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、__ __、细线(长1 m左右)、刻度尺(最小刻度为1 mm)、_ __。
三、实验原理与设计
1．实验的基本思想——理想化模型：单摆在偏角很小(不大于5°)时的运动，可以看成__ _运动。
2．实验原理：由单摆的周期公式T＝2πeq \r(\f(l,g))，可得g＝__ __，据此通过实验测出摆长l和周期T，即可计算得到当地的重力加速度。
3．实验设计——两个物理量的测量方法。
(1)单摆长度的测量。
用__ __测量单摆的线长，用__ __测量摆球的直径。摆长即摆线静止时从悬点到球心间的距离。
(2)单摆周期的测量。
测出单摆n次全振动的总时间t，单摆周期为T＝_ _。
【课堂探究】
新课引入
如果你是技术人员，摆钟销售公司让你帮助上节课的广东人修理摆钟，让摆钟及时更准确，你先要掌握那些数据才可以进行技术调节？
你有哪些办法得到当地的重力加速度呢？
能否用单摆来测量呢，如果用单摆测量，需要测量那些物理量呢？
任务一 实验思路
请根据之前所学习的知识，回答利用单摆测重力加速度的实验思路？
任务二 物理量的测量
（一）实验器材
问题1： 线有粗细、长短的不同，伸缩性也有区别。不同的小球，质量和体积有差异。想一想，应如何选择摆线和摆球？为什么？
问题2：下图画出了细线上端的两种不同的悬挂方式。应该选用哪种方式？为什么？你还有更好的设计吗？
（二）物理量的测量
设计安装好实验装置后，请回答下列问题：
测摆长：
问题如何测量单摆摆长？
2.周期的测量
（二）物理量的测量
问题1：如何测量周期？
问题2：你认为哪个方案好？为什么？
问题3：你认为停表计时起点，是从单摆的最低点开始好呢？还是从最大位置开始好呢？为什么？
任务三 数据分析
（一）
如何进行数据分析得出当地较为准确的重力加速度g?
图像法：
在很多实验数据分析中，为了让作图更为准确，我们通常怎么做？
请尝试推导T与l之间的线性关系式？然后说明如何求出重力加速度g的准确值？
在实验中，哪些操作会导致实验产生误差？
任务四 方案设计
（一）实验步骤
根据前面的分析，请梳理出完善的实验步骤，并交流。
（二）实验注意事项
该实验操作中需要那些注意事项？
（三）实验操作
请同学们完成按照实验步骤和实验方案完成实验，测出当地的重力加速度。
【自我测评】
1．根据单摆周期公式T＝2πeq \r(\f(l,g))，可以通过实验测量当地的重力加速度。如图1所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。
(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图2所示，读数为__ _mm。
(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有__ _。
a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些
b．摆球尽量选择质量大些、体积小些的
c．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度
d．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T
e．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T＝eq \f(Δt,50)
2．(2020·北京师大附中高二检测)小雷在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为97.20 cm；用20分度的游标卡尺测得小球直径如图所示，然后用秒表记录了单摆全振动50次所用的时间。则：
(1)小球直径为__ __cm。
(2)如果他在实验中误将49次全振动数为50次，测得的g值 (选填“偏大”“偏小”或“准确”)。
(3)他以摆长(L)为横坐标、周期的二次方(T2)为纵坐标作出了T2－L图线，由图像测得的图线的斜率为k，则测得的重力加速度g＝____。(用题目中给定的字母表示)
(4)小雷根据实验数据作出的图像如图所示，造成图像不过坐标原点的原因可能是__ __。
【学后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？