學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第3講實(shí)驗(yàn)：探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度基礎(chǔ)鞏固1。[2017北京東城一模，21（2）］實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)們用如圖1所示的裝置做“用單擺測(cè)定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)。圖1①用l表示單擺的擺長(zhǎng),用T表示單擺的周期，重力加速度g=。

②實(shí)驗(yàn)時(shí)除用到停表、刻度尺外,還應(yīng)該用到下列器材中的(選填選項(xiàng)前的字母）。

A.長(zhǎng)約1m的細(xì)線B.長(zhǎng)約1m的橡皮繩C.直徑約1cm的均勻鐵球D。直徑約10cm的均勻木球③選擇好器材,將符合實(shí)驗(yàn)要求的單擺懸掛在鐵架臺(tái)上,應(yīng)采用圖中所示的固定方式.

④將單擺正確懸掛后進(jìn)行如下操作，其中正確的是(選填選項(xiàng)前的字母)。

A.測(cè)出擺線長(zhǎng)作為單擺的擺長(zhǎng)B。把單擺從平衡位置拉開一個(gè)很小的角度釋放,使之做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)C。在擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)D.用停表測(cè)量單擺完成1次全振動(dòng)所用時(shí)間并作為單擺的周期⑤甲同學(xué)多次改變單擺的擺長(zhǎng)并測(cè)得相應(yīng)的周期,他根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫出了如圖4所示的圖像，但忘記在圖中標(biāo)明橫坐標(biāo)所代表的物理量。你認(rèn)為橫坐標(biāo)所代表的物理量是(選填“l(fā)2”“l(fā)”或“l(fā)”)，若圖線斜率為k,則重力加速度g=(用k表示）。

圖4⑥乙同學(xué)測(cè)得的重力加速度數(shù)值大于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶?shí)際值，造成這一情況的原因可能是（選填選項(xiàng)前的序號(hào)）。

A。開始擺動(dòng)時(shí)振幅較小B。開始計(jì)時(shí)時(shí)，過早按下停表C.測(cè)量周期時(shí),誤將擺球（n—1)次全振動(dòng)的時(shí)間記為n次全振動(dòng)的時(shí)間⑦丙同學(xué)畫出了單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)圖像如圖5所示，則擺線偏離豎直方向的最大擺角的正弦值約為(結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。

圖52。利用單擺測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中①利用游標(biāo)卡尺測(cè)得金屬小球直徑如圖1所示，小球直徑d=cm。

圖1②某同學(xué)測(cè)量數(shù)據(jù)如表，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫出L-T2圖像。L/m0。4000.5000.6000。8001。20T2/s21。602.102。403.204。80圖2由圖像可得重力加速度g=m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

③某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中,擺長(zhǎng)沒有加小球的半徑,其他操作無誤，那么他得到的實(shí)驗(yàn)圖像可能是下列圖像中的。

綜合提能1.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)的鐵夾將橡皮夾緊,如圖所示。這樣做的目的是(填字母代號(hào)）。

A.保證擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)不變B.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)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,用毫米刻度尺量得從懸點(diǎn)到擺球的最低端的長(zhǎng)度L=0。9990m,再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為mm，單擺擺長(zhǎng)為m。

③下列振動(dòng)圖像真實(shí)地描述了對(duì)擺長(zhǎng)約為1m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sin5°=0.087,sin15°=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))。

2.(1)在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖甲、乙所示。測(cè)量方法正確的是（選填“甲”或“乙”)。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖甲所示。光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連,該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間t變化圖線如圖乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的線長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將（填“變大”、“不變”或“變小”)，圖乙中的Δt將(填“變大”、“不變"或“變小”）。

答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1。答案①4π2⑤l4π解析①由單擺周期公式T=2πl(wèi)g，得g=4π②擺線盡量選長(zhǎng)且不易伸縮的細(xì)線，擺球盡量選重且直徑小的。③擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)應(yīng)不變。④擺長(zhǎng)應(yīng)為懸線長(zhǎng)與擺球半徑之和；要測(cè)多次全振動(dòng)所用時(shí)間計(jì)算周期,可減小誤差。⑤由T=2πl(wèi)g知T—l圖像是一次函數(shù)圖像,斜率k=2πg(shù),得g=⑥由T=2πl(wèi)g,得g=4⑦lsinθ≈0.04m,sinθ≈0。042。答案①2。26②如圖所示9.86③B解析①主尺讀數(shù)為：2。2cm;游標(biāo)尺讀數(shù)為：6×0。1mm=0。6mm=0。06cm，故小球直徑為2。2cm+0.06cm=2。26cm；②由單擺周期公式T=2πLg，得:L=g4πL—T2圖線斜率為k=g4π2由圖像可得：k=1.20-0.可得:g=4×3。142×0。25m/s2=9.86m/s2.③在實(shí)驗(yàn)過程中，擺長(zhǎng)沒有加小球的半徑，其他操作無誤,可知:L=g4π2T2綜合提能1。答案①AC②12。00。9930③A解析①橡皮夾牢擺線的目的是保證擺球在擺動(dòng)過程中擺長(zhǎng)不變,同時(shí)也是為了在需要改變擺長(zhǎng)時(shí)便于調(diào)節(jié)，A、C正確;與測(cè)量周期的準(zhǔn)確性無關(guān)，與擺動(dòng)是否能在同一平面內(nèi)無關(guān),B、D錯(cuò)誤。②游標(biāo)卡尺的0刻線與主尺上的1。20cm刻線對(duì)齊,故其讀數(shù)為12。0mm,單擺的擺長(zhǎng)l=0。9990m—12③從平衡位置開始計(jì)時(shí),測(cè)量的周期準(zhǔn)確，B錯(cuò)。由測(cè)30次全振動(dòng)的總時(shí)間為t可得T=t30，此法相對(duì)準(zhǔn)確，D錯(cuò).當(dāng)振幅為30cm時(shí),sinθ=0.32.答案（1）乙（2）2t0變大變大解析(1）由游標(biāo)卡尺的使用方法知乙圖操作正確。(2)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),擋光使得光敏電阻阻值增大,從t1時(shí)刻開始,再經(jīng)兩次擋光完成一個(gè)周期，故T=2t