高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械波 實(shí)驗(yàn)十三 探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度課件

實(shí)驗(yàn)十三實(shí)驗(yàn)十三 探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺 測(cè)定重力加速度測(cè)定重力加速度 考點(diǎn)一考點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理和操作實(shí)驗(yàn)原理和操作【例例1】(2016棗莊模擬棗莊模擬)某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素單擺周期的因素(1)(多選多選)他組裝單擺時(shí)，在擺線(xiàn)上端的懸點(diǎn)處，用一塊他組裝單擺時(shí)，在擺線(xiàn)上端的懸點(diǎn)處，用一塊開(kāi)有狹縫的橡皮夾牢擺線(xiàn)，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾開(kāi)有狹縫的橡皮夾牢擺線(xiàn)，再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示這樣做的目的是緊，如圖所示這樣做的目的是()A保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變保證擺動(dòng)過(guò)程中擺長(zhǎng)不變B可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)D保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長(zhǎng)度L0.999 0 m，再用，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為徑為_(kāi) mm，單擺擺長(zhǎng)為，單擺擺長(zhǎng)為_(kāi)m.(3)下列振動(dòng)圖象真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為下列振動(dòng)圖象真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1 m的單擺進(jìn)行的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過(guò)程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開(kāi)周期測(cè)量的四種操作過(guò)程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開(kāi)始，始，A、B、C均為均為30次全振動(dòng)的圖象，已知次全振動(dòng)的圖象，已知sin 50.087，sin 150.26，這四種操作過(guò)程合乎實(shí)驗(yàn)要求且，這四種操作過(guò)程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是誤差最小的是()解析：解析：(1)橡皮的作用是使擺線(xiàn)擺動(dòng)過(guò)程中懸點(diǎn)位置不變橡皮的作用是使擺線(xiàn)擺動(dòng)過(guò)程中懸點(diǎn)位置不變，從而保障擺長(zhǎng)一定從而保障擺長(zhǎng)一定，同時(shí)又便于調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)同時(shí)又便于調(diào)節(jié)擺長(zhǎng)，選項(xiàng)選項(xiàng)A、C正正確確(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得擺球直徑為根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得擺球直徑為d12 mm0.1 mm012.0 mm，則單擺擺長(zhǎng)為則單擺擺長(zhǎng)為L(zhǎng)0Ld/20.993 0 m(注意統(tǒng)一單位注意統(tǒng)一單位)(3)單擺擺角不超過(guò)單擺擺角不超過(guò)5，且計(jì)時(shí)位置應(yīng)從最低點(diǎn)且計(jì)時(shí)位置應(yīng)從最低點(diǎn)(即速度最即速度最大位置大位置)開(kāi)始開(kāi)始，故選項(xiàng)故選項(xiàng)A的操作符合要求的操作符合要求答案：答案：(1)AC (2)12.00.993 0(3)A 考點(diǎn)二考點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理【例例2】(2015北京卷北京卷)用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示如圖所示(多選多選)組裝單擺時(shí)，應(yīng)在下列器材中選用組裝單擺時(shí)，應(yīng)在下列器材中選用_(選填選填選項(xiàng)前的字母選項(xiàng)前的字母)A長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為1 m左右的細(xì)線(xiàn)左右的細(xì)線(xiàn)B長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為30 cm左右的細(xì)線(xiàn)左右的細(xì)線(xiàn)C直徑為直徑為1.8 cm的塑料球的塑料球D直徑為直徑為1.8 cm的鐵球的鐵球測(cè)出懸點(diǎn)測(cè)出懸點(diǎn)O到小球球心的距離到小球球心的距離(擺長(zhǎng)擺長(zhǎng))L及單擺完成及單擺完成n次全振次全振動(dòng)所用的時(shí)間動(dòng)所用的時(shí)間t，則重力加速度，則重力加速度g_(用用 L，n，t 表表示示)下表是某同學(xué)記錄的下表是某同學(xué)記錄的3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計(jì)算處理組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并做了部分計(jì)算處理.請(qǐng)計(jì)算出第請(qǐng)計(jì)算出第3組實(shí)驗(yàn)中的組實(shí)驗(yàn)中的T_ s, g_m/s2.用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出T2L圖象，也可以求圖象，也可以求出重力加速度出重力加速度g，已知三位同學(xué)做出的，已知三位同學(xué)做出的T2L圖圖線(xiàn)的示意圖如圖中的線(xiàn)的示意圖如圖中的a，b，c所示，其中所示，其中a和和b平行，平行，b和和c都過(guò)原點(diǎn)，圖線(xiàn)都過(guò)原點(diǎn)，圖線(xiàn)b對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的g值最接近值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹祫t相對(duì)于圖線(xiàn)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹祫t相對(duì)于圖線(xiàn)b，下列，下列分析正確的是分析正確的是()A出現(xiàn)圖線(xiàn)出現(xiàn)圖線(xiàn)a的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球的原因可能是誤將懸點(diǎn)到小球下端的距離記為擺長(zhǎng)下端的距離記為擺長(zhǎng)LB出現(xiàn)圖線(xiàn)出現(xiàn)圖線(xiàn)c的原因可能是誤將的原因可能是誤將49次全振動(dòng)次全振動(dòng)記為記為50次次C圖線(xiàn)圖線(xiàn)c對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的g值小于圖線(xiàn)值小于圖線(xiàn)b對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)的g值值某同學(xué)在家里測(cè)重力加速度他找到細(xì)線(xiàn)和鐵鎖，制成某同學(xué)在家里測(cè)重力加速度他找到細(xì)線(xiàn)和鐵鎖，制成一個(gè)單擺，如圖所示，由于家里只有一根量程為一個(gè)單擺，如圖所示，由于家里只有一根量程為30 cm的刻的刻度尺，于是他在細(xì)線(xiàn)上的度尺，于是他在細(xì)線(xiàn)上的A點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記，使得懸點(diǎn)點(diǎn)做了一個(gè)標(biāo)記，使得懸點(diǎn)O到到A點(diǎn)間的細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度小于刻度尺量程保持該標(biāo)記以下的細(xì)線(xiàn)點(diǎn)間的細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度小于刻度尺量程保持該標(biāo)記以下的細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度不變，通過(guò)改變長(zhǎng)度不變，通過(guò)改變O、A間細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，間細(xì)線(xiàn)長(zhǎng)度以改變擺長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)當(dāng)O、A間細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度分別為間細(xì)線(xiàn)的長(zhǎng)度分別為l1、l2時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期時(shí)，測(cè)得相應(yīng)單擺的周期為為 T1、T2，由此可得重力加速度，由此可得重力加速度g_(用用 l1、l2、T1、T2表示表示)