第
课时
实验探究单摆的运动、
用单摆测定重力加速度
【测控导航】知识点1实验原理、注意事项、器材、步骤2实验数据处理与误差分析3实验创新题号2、51、3、46
1某同学做“探究单摆的周期与摆长的关系”的实验时测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度的实际值造成这一情况的可能原因是B填选项前字母A测量摆长时把悬挂状态的摆线长当成摆长B测量周期时当摆球通过平衡位置时启动秒表此后摆球第30次通过平衡位置时制动秒表读出经历的时间为t并由计算式T求得周期C开始摆动时振幅过小D所用摆球的质量过大解析由T2π得g造成g偏大的原因一是l偏大二是T偏小因此A错B对振幅过小
和摆球质量过大对实验结果没有影响2某同学利用单摆测定当地重力加速度发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方他仍将从悬2点到球心的距离当作摆长l通过改变摆线的长度测得6组l和对应的周期T画出lT图线然后在图线上选取A、B两个点坐标如图所示他采用恰当的数据处理方法则计算重力加速度的表达式应为g请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比将填“偏大”、“偏小”或“相同”
解析设摆球重心在其球心的下方x远处由T2π得TA2πTB2π
由以上各式可得g
1
f由T2π
可得l
可见在lT图中斜率k
2
即得g4πk题中数据不改变k也不会改
2
变g也不变答案相同
31在做用“单摆测定重力加速度”的实验中某一同学用最小分度为毫米的米尺测得摆线的长度为9800mm用游标卡尺上有10个小的等分度的游标卡尺测得摆球的直径如图甲所示则摆球的直径为mm该单摆的摆长为mm
2把摆球从平衡位置拉开一个小角度由静止释放使单摆在竖直平面内摆动当摆球摆动稳定后在摆球通过平衡位置时启动秒表并记为“1”直到摆球第
次同向通过平衡位置时按停秒表读出经历的时间t则单摆的周期为
3利用单摆周期公式测定重力加速度时测出几组摆长和相应的周期T并作出Tl图象如图乙所示图线上A、两点的坐标分别为x1y1、2y2则可以求得重力加速度gBx解析该游标卡尺游标的0与10刻度线与主尺对齐则其读数为220mm设摆线长为l摆球的直径为d则摆长ll9800mm9910mm摆球经过平衡位置时启动秒表并记为“1”
2
则到第
次同向经过平衡位置时对应
1个周期则T
由T2π
知
由Tl图象
2
知
故g

答案12209910
2
34石岩同学利用单摆测重力加速度他用分度值为毫米的直尺测得摆线长r