第46讲实验探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 (原卷版) 学会用单摆测定当地的重力加速度. 能正确熟练地使用秒表。 学会用作图法表示实验结果 【实验步骤】 1．做单摆 取约1 m长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。 2．测摆长 用米尺量出摆线长l′(精确到毫米)，用游标卡尺测出小钢球直径D(也精确到毫米)，则单摆的摆长l＝l′＋。 3．测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)，然后释放小球，记下单摆做30次～50次全振动的总时间，算出平均每一次全振动的时间，即为单摆的振动周期。反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。 4．改变摆长，重做几次实验。 1．利用单摆测重力加速度的实验中，误差主要来自（ ） A.摆长测量中的误差 B.周期测量中的误差 C.摆角超过5°时产生的误差 D.由于π值的近似取值而带来的误差 针对用单摆测重力加速度的实验，下面各种对实验误差的影响的说法中正确的是（ ） A、在摆长和时间的测量中，时间的测量对实验误差影响较大 B、在摆长和时间的测量中，长度的测量对实验误差影响较大 C、将振动次数记为，测算出的值比当地的公认值偏大 D、将摆线长当作摆长，未加摆球的半径测算出的值比当地的公认值偏大 3．用单摆测定重力加速度的实验装置如图1所示。 (1)组装单摆时，应在下列器材中选用_____(选填选项前的字母)。 A．长度为1 m左右的细线 B．长度为30 cm左右的细线 C．直径为1.8 cm的塑料球 D．直径为1.8 cm的铁球 (2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝_____(用L、n、t表示)。 (3)下表是某同学记录的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。 (4)用多组实验数据作出T2-L图象，也可以求出重力加速度g。已知三位同学作出的T2-L图线的示意图如图2中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都过原点，图线b对应的g值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线b，下列分析正确的是_____(选填选项前的字母)。 A．出现图线a的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长L B．出现图线c的原因可能是误将49次全振动记为50次 C．图线c对应的g值小于图线b对应的g值 (5)某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图3所示。由于家里只有一根量程为30 cm的刻度尺。于是他在细线上的A点做了一个标记，使得悬点O到A点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变O、A间细线长度以改变摆长。实验中，当O、A间细线的长度分别为l1、l2时，测得相应单摆的周期为T1、T2。由此可得重力加速度g＝_____(用l1、l2、T1、T2表示)。 4．在“用单摆测定重力加速度”的实验中： (1)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最_____(填“高”或“低”)点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图甲中停表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆振动周期为_____。 (2)用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。O为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为_____m。 (3)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)考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：“因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。”学生乙说：“浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验 ... ...
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