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    高考物理一轮复习实验针对训练9用单摆测量重力加速度的大小含答案

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    高考物理一轮复习实验针对训练9用单摆测量重力加速度的大小含答案

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    这是一份高考物理一轮复习实验针对训练9用单摆测量重力加速度的大小含答案,共5页。
    (1)测量摆线长度的器材是 ______(选填“卷尺”或“米尺”);
    (2)测出摆长后,在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球,小球经过________时开始计时,用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t,得到周期 T=eq \f(t,n)。若摆角从 5°改为 3°,单摆的周期会________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
    (3)某同学用细线和铁锁制成一个单摆,如图甲所示。他测得悬点到小铁锁下端的距离L,然后将小铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放,测出振动周期 T。多次改变悬线长并重复上面操作,得到多组L、T的数据,作出T2­L图像如图乙所示。若图像的斜率为k,截距为L0,则当地重力加速度大小为________;小铁锁的重心到其下端的距离为________。
    甲 乙
    2.某同学利用单摆测量重力加速度的大小。
    (1)为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是________。
    A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球
    B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线
    C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动
    D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大
    (2)如图所示,在支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时,由于仅有量程为20 cm、精确度为1 mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=________。
    3.(2020·海南卷)(1)滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道,其截面如图,某同学用一辆滑板车和手机估测轨道半径R(滑板车的长度远小于轨道半径)。
    主要实验过程如下:
    ①用手机查得当地的重力加速度g;
    ②找出轨道的最低点O,把滑板车从O点移开一小段距离至P点,由静止释放,用手机测出它完成n次全振动的时间t,算出滑板车做往复运动的周期T=________;
    ③将滑板车的运动视为简谐运动,则可将以上测量结果代入公式R=________计算出轨道半径。
    (2)某同学用如图(a)所示的装置测量重力加速度。
    图(a) 图(b)
    实验器材:有机玻璃条(白色是透光部分,黑色是宽度均为d=1.00 cm的挡光片),铁架台,数字计时器(含光电门),刻度尺。
    主要实验过程如下:
    ①将光电门安装在铁架台上,下方放置承接玻璃条下落的缓冲物;
    ②用刻度尺测量两挡光片间的距离,刻度尺的示数如图(b)所示,读出两挡光片间的距离L=________ cm;
    ③手提玻璃条上端使它静止在________方向上,让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过;
    ④让玻璃条自由下落,测得两次挡光的时间分别为t1=10.003 ms和t2=5.000 ms;
    ⑤根据以上测量的数据计算出重力加速度g=________ m/s2(结果保留三位有效数字)。
    实验针对训练(九)
    1.解析:(1)测量摆线长度的器材是米尺。
    (2)测出摆长后,在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球,小球经过最低点时开始计时;单摆的周期与振幅或摆角大小无关,则若摆角从5°改为3°,单摆的周期不变。
    (3)设铁锁重心到铁锁底端的距离为a,则根据单摆的周期公式T=2π eq \r(\f(L-a,g)),变形可得T2=eq \f(4π2,g)L-eq \f(4π2a,g), 结合T2­L 图像可知eq \f(4π2,g)=k,解得g=eq \f(4π2,k),a=L0。
    答案:(1)米尺 (2)最低点(平衡位置) 不变 (3)eq \f(4π2,k) L0
    2.解析:(1)在利用单摆测重力加速度实验中,为了使测量误差尽量小,须选用密度大、半径小的摆球和不易伸长的细线,摆球须在同一竖直面内摆动,摆长一定时,振幅尽量小些,以使其满足简谐运动条件,故选B、C。
    (2)设第一次摆长为L,第二次摆长为L-ΔL,则T1=2πeq \r(\f(L,g)),T2=2πeq \r(\f(L-ΔL,g)) ,联立解得g=eq \f(4π2ΔL,T\\al(2,1)-T\\al(2,2))。
    答案:(1)BC (2)eq \f(4π2ΔL,T\\al(2,1)-T\\al(2,2))
    3.解析:(1)②滑板车做往复运动的周期为T=eq \f(t,n)
    ③根据单摆的周期公式T=2πeq \r(\f(R,g)),得R=eq \f(gT2,4π2)=eq \f(gt2,4n2π2)
    (2)②两挡光片间的距离L=15.40 cm-0 cm=15.40 cm
    ③手提玻璃条上端使它静止在竖直方向上,让光电门的光束从玻璃条下端的透光部分通过。
    ⑤玻璃条下部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为v1=eq \f(d,t1)=eq \f(1.00×10-2,10.003×10-3) m/s≈1 m/s
    玻璃条上部挡光条通过光电门时玻璃条的速度为v2=eq \f(d,t2)=eq \f(1.00×10-2,5.000×10-3) m/s=2 m/s
    根据速度位移公式有veq \\al(2,2)-veq \\al(2,1)=2gL
    代入数据解得重力加速度g=eq \f(v\\al(2,2)-v\\al(2,1),2L)≈9.74 m/s2。
    答案:(1)②eq \f(t,n) ③eq \f(gt2,4n2π2) (2)②15.40 ③竖直 ⑤9.74

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