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1、考點(diǎn)規(guī)范練34 用單擺測(cè)重力加速度
1.(2018·山東聊城期末)用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。
(1)組裝單擺時(shí),應(yīng)在下列器材中選用 (選填選項(xiàng)前的字母)。?
A.長(zhǎng)度為90 cm左右的細(xì)線
B.長(zhǎng)度為10 cm左右的細(xì)線
C.直徑為1 cm的塑料球
D.直徑為1 cm的鋼球
(2)某次實(shí)驗(yàn)中,記錄下單擺的擺長(zhǎng)為l=90.00 cm,50次全振動(dòng)的時(shí)間為95.0 s,則可算得重力加速度g= m/s2。(保留三位有效數(shù)字)?
(3)改變擺長(zhǎng)l,測(cè)得相應(yīng)的振動(dòng)周期T,用多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出圖像,也可以求出重力加速度g。三位同學(xué)作出的T2-l圖線的示意圖如圖
2、乙中的a、b、c所示,其中a和b平行,b和c都過原點(diǎn),圖線b對(duì)應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹怠t相對(duì)于圖線b,下列分析正確的是 (選填選項(xiàng)前的字母)。?
A.出現(xiàn)圖線a的原因可能是每次都誤將懸點(diǎn)到小球上端的距離記為擺長(zhǎng)l
B.出現(xiàn)圖線c的原因可能是每次都誤將49次全振動(dòng)記為50次
C.圖線c對(duì)應(yīng)的g值小于圖線b對(duì)應(yīng)的g值
2.為了研究滑塊的運(yùn)動(dòng),選用滑塊、鉤碼、紙帶、毫米刻度尺、帶滑輪的木板以及由漏斗和細(xì)線構(gòu)成的單擺等組成如圖甲所示裝置,實(shí)驗(yàn)中,滑塊在鉤碼作用下拖動(dòng)紙帶做勻加速直線運(yùn)動(dòng),同時(shí)讓單擺垂直于紙帶運(yùn)動(dòng)方向做小擺幅擺動(dòng),漏斗可以漏出很細(xì)的有色液體,在紙帶上留下的痕跡記錄了
3、漏斗在不同時(shí)刻的位置,如圖乙所示。
(1)漏斗和細(xì)線構(gòu)成的單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與下列哪個(gè)儀器相同? (填寫儀器序號(hào))。?
A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B.停表
C.毫米刻度尺 D.電流表
(2)已知單擺周期T=2 s,在圖乙中AB=24.10 cm、BC=27.90 cm、CD=31.90 cm、DE=36.10 cm,則單擺在經(jīng)過D點(diǎn)時(shí),滑塊的瞬時(shí)速度為vD= m/s,滑塊的加速度為a= m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。?
3.某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素。
(1)他組裝單擺時(shí),在擺線上端的懸點(diǎn)處,用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線,再用鐵架臺(tái)的鐵
4、夾將橡皮夾緊,如圖甲所示,這樣做的目的是 (填字母代號(hào))。?
甲
A.保證擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)不變
B.可使周期測(cè)量更加準(zhǔn)確
C.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)
(2)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l=0.999 0 m,再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑,結(jié)果如圖乙所示,則該擺球的直徑為 mm,單擺擺長(zhǎng)為 m。?
乙
(3)下列振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1 m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過程。圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始,A、B、C均為30次全振動(dòng)的圖像,已知sin 5°=0.087,s
5、in 15°=0.26,這四種操作過程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是 (填字母代號(hào))。?
考點(diǎn)規(guī)范練34 用單擺測(cè)重力加速度
1.解析(1)組裝單擺時(shí),擺線選擇1m左右的細(xì)線,故A正確,B錯(cuò)誤;為了減小阻力的影響,擺球選擇質(zhì)量大一些、體積小一些的鋼球,故C錯(cuò)誤,D正確。
(2)單擺的周期T=tn=95.050s=1.9s,根據(jù)T=2πl(wèi)g得,g=4π2lT2=4×3.142×0.91.92m/s2=9.83m/s2。
(3)由T=2πl(wèi)g可知,T2=4π2lg,圖線a與圖線b平行,縱軸截距不為零,可知l=0時(shí),周期不為零,可能原因是未計(jì)入擺球的半徑,即每次都誤將懸點(diǎn)到小球上端
6、的距離記為擺長(zhǎng)l,故A正確;圖線c的斜率小于圖線b,圖線斜率k=4π2g,可知圖線c重力加速度的測(cè)量值偏大,周期測(cè)量值偏小,即可能每次都誤將49次全振動(dòng)記為50次,故B正確,C錯(cuò)誤。
答案(1)AD (2)9.83 (3)AB
2.解析(1)單擺振動(dòng)具有周期性,擺球每隔半個(gè)周期經(jīng)過紙帶中線一次,單擺在該實(shí)驗(yàn)中所起的作用與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相同,故選A。
(2)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度大小,故有vD=xCET=0.34m/s,據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論Δx=aT2,有a=(CD+DE)-(AB+BC)T2=0.040m/s2。
答案(1)A (2)0.34 0.040
3.解析(1)橡皮的作用是使擺線擺動(dòng)過程中懸點(diǎn)位置不變,從而保證擺長(zhǎng)不變,同時(shí)又便于調(diào)節(jié)擺長(zhǎng),A、C正確;
(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得擺球直徑為d=12mm+0.1mm×0=12.0mm,則單擺擺長(zhǎng)為l0=l-d2=0.9930m(注意統(tǒng)一單位);
(3)單擺擺角不超過5°,且計(jì)時(shí)位置應(yīng)從最低點(diǎn)(即速度最大位置)開始,故A項(xiàng)的操作符合要求。
答案(1)AC (2)12.0 0.993 0 (3)A
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