第二章 4.实验用单摆测量重力加速度（课件 学案 练习）高中物理 教科版（2019）选择性必修第一册

4.实验：用单摆测量重力加速度 1.某实验小组用单摆做简谐运动来测定重力加速度。 （1）实验中待小钢球摆动稳定后，现要测量小钢球运动的周期。甲同学从小钢球某次通过平衡位置时开始计时，数出以后小钢球通过平衡位置的次数n，用停表记下所用的时间t；乙同学从小钢球某次通过平衡位置时开始计时，并将这次通过平衡位置时记为1，将小钢球第二次沿同一方向通过平衡位置时记为2，第三次沿同一方向通过平衡位置时记为3，以此类推，一直数到n'，同时按下停表，停表的显示时间为t'；你选择　　　　（选填“甲”或“乙”）同学的实验方法，对应的单摆的周期表达式为　　　　　。 （2）某同学用一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球，用不可伸长细线连接悬点O和大理石块的顶端N点进行实验。先使O、N间细线长度为某个值，测出其周期T1；后使O、N间细线长度比原来增加了ΔL，再测出摆的周期T2。那么，重力加速度的值可以表示为　　　　（用T1、T2、ΔL表示）。 2.某同学利用单摆测定当地的重力加速度。 （1）实验室已经提供的器材有：铁架台、夹子、秒表、游标卡尺。除此之外，还需要的器材有　　　。 A.长度约为1 m的细线 B.长度约为30 cm的细线 C.直径约为2 cm的钢球 D.直径约为2 cm的木球 E.最小刻度为1 cm的直尺 F.最小刻度为1 mm的直尺 （2）该同学在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做50次全振动的时间，如图所示，秒表的读数为　　　　 s。 （3）下表是该同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。 组次 1 2 3 摆长l/cm 80.00 90.00 100.00 50次全振动时间t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期T/s 1.80 1.91 重力加速度g/（m·s－2） 9.74 9.73 请计算出第3组实验中的T＝　　　　　 s，g＝　　　　m/s2。 3.某同学利用单摆测定当地的重力加速度。 （1）为了减小测量周期的误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的　　　　。 A.最高点　　　B.最低点　　　C.任意位置 （2）用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达计时标记时开始计时并记为n＝1，单摆每经过标记记一次数，当数到n＝60时停表的示数如图甲所示，该单摆的周期是T＝　　　　s（结果保留三位有效数字）。 （3）若用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆线长，测量情况如图乙所示。O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆线长为　　　　m；用游标卡尺测量摆球的直径如图丙所示，则球的直径为　　　 cm；单摆的摆长为　　　　m（计算结果保留三位有效数字）。 （4）若用l表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝　　　　。 4.小明做“用单摆测量重力加速度”的实验。 （1）如图甲所示，细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球（下方吸附有小磁片），做成一个单摆。图乙、丙分别画出了细线上端的两种不同的悬挂方式，你认为应选用图　　　　（选填“乙”或“丙”）的悬挂方式； （2）使小球在竖直平面内做小角度摆动，打开手机的磁传感器软件。某次采集到的磁感应强度B的大小随时间t变化的图像如图丁所示，则单摆的振动周期T＝　　　　 s（结果保留3位有效数字）； （3）改变线长l，重复上述步骤，实验测得数据如下表所示（实验前已测得小球半径r），请根据表中的数据，在方格纸上作出L-T2图像； L＝l＋r/m T/s T2/s2 0.40 1.276 1.628 0.60 1.555 2.418 0.80 1.801 3.244 1.00 2.010 4.040 1.20 2.208 4.875 （4）测得当地的重力加速度g＝　　　　　 m/s2（结果保留3位有效数字，π取3.14）。 5.某同学设计实验测量当地的重力加速度，实验器材主要由一个可调速的电动机、智能手机、细铜丝、钢管支架和不锈钢底座组成，其中可调速的电动机是由一个低速旋转电动机、一个直流电机调速器和一个直流开关电 ... ...