2023-2024学年高中物理人教版2019 选择性必修第一册课后习题 第二章 5 实验 用单摆测量重力加速度 含答案
5
实验:用单摆测量重力加速度
必备知识基础练
1.(多选)对用单摆测量重力加速度的实验,下列说法正确的是(
)
A.如果有两个大小相等且都带孔的铁球和木球,应选用铁球作摆球
B.单摆偏角不超过 5°
C.为便于改变摆长,可将摆线的一头绕在铁架台上的圆杆上以代替铁夹
D.测量摆长时,应用力拉紧摆线
2.利用单摆测重力加速度时,若测得 g值偏大,则可能是因为(
)
A.单摆的摆球质量偏大
B.测量摆长时,只考虑了悬线长,忽略了小球的半径
C.测量周期时,把n次全振动误认为是(n+1)次全振动
D.测量周期时,把n次全振动误认为是(n-1)次全振动
3.在用单摆测量重力加速度的实验中,有如下器材供选用,请把应选用的器材填在横线上
(填字母)。m
A.1 m 长的粗绳
B.1 m 长的细线
C.半径为 1 cm 的小木球
D.半径为 1 cm 的小铅球
E.时钟
F.停表
G.分度值为 1 mm 的米尺
H.分度值为 1 cm 的米尺
I.铁架台
J.附砝码的天平
4.在做用单摆测量重力加速度的实验过程中:
(1)小李同学用游标卡尺测得摆球的直径如图所示,则摆球直径 d=
mm。m
(2)小张同学实验时不小心忘记测量小球的半径,但测量了两次悬线长和周期,第一次测得悬线长为 l1,
对应振动周期为 T1;第二次测得悬线长为 l2,对应单摆的振动周期为 T2,根据以上测量数据可推导出重
力加速度的表达式为
。m
5.(2021 山东济南高二检测)如图甲所示为采用光电门和示波器进行单摆实验来测量当地的重力加速
度的装置示意图,两根长度相等的轻细线一端连接小球,另一端固定在铁架台的水平横杆上。用游标
卡尺测量小球直径,测量结果如图乙所示。在小球摆动的最低点处装有光电门,并和示波器相连,当小
球通过光电门时,示波器上将显示被挡光的电压脉冲图像。把摆球从平衡位置拉开一个小角度(小于
5°)由静止释放,使其在竖直平面内摆动,示波器上显示的电压脉冲图像如图丙所示。
甲
乙
丙
(1)本实验中单摆的有效摆长用 L表示,周期用 T表示,则重力加速度的表达式为 g=
;
(2)图乙中用游标卡尺测得的小球直径为
cm;
(3)若实验中测得轻细线的长度为 84.10 cm,横杆上两固定点之间的距离为 8.20 cm,则此单摆的有效
摆长为
cm;
(4)由图丙可知该单摆的周期为
s。m
关键能力提升练
6.某物理实验小组在做用单摆测量重力加速度的实验。
(1)以下关于本实验的措施正确的是
。m
A.摆角应尽量大些
B.摆线应适当长些
C.摆球应选择密度较大的实心金属小球
D.用停表测量周期时,应从摆球摆至最高点时开始计时
(2)实验小组的甲同学用游标卡尺测摆球的直径,示数如图所示,则摆球直径是
mm。m
(3)该实验小组实验时,测得摆线长为 l=1.0 m,小球的直径甲同学已经在(2)中测出,单摆完成 50 次全振
动所用的时间为 100 s,π2=9.6,则重力加速度大小 g=
m/s2(结果保留三位有效数字)。m
(4)实验小组中乙同学和丙同学运用图像法处理实验数据,乙同学在实验后方才发现测量摆长时忘了
加上摆球的半径,已知图中虚线②、③与 ON 平行,ON 为丙同学作出的正确图像,则乙同学当时作出
的T2-L图像应该是图中虚线
。m
7.将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为 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T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图像,那么就可以通过此图像得出小筒的深度 h和当地
的重力加速度 g。
(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
。
m
(2)如果实验中所得到的T2-L关系图像如图乙所示,那么真正的图像应该是 a、b、c中的
。
m
(3)根据图像,小筒的深度为
,当地的重力加速度大小为
。m
8.(2021 山东济南外国语学校月考)某实验小组做用单摆测量重力加速度的大小的实验。
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