高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)十二 探究單擺的運(yùn)動、用單擺測定重力加速度課件

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1、實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)創(chuàng)創(chuàng)新新設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)訓(xùn)訓(xùn)練練高高效效提提能能考考點(diǎn)點(diǎn)核核心心突突破破基基礎(chǔ)礎(chǔ)要要點(diǎn)點(diǎn)整整合合實(shí)驗(yàn)十二實(shí)驗(yàn)十二 探究單擺的運(yùn)動、探究單擺的運(yùn)動、 用單擺測定重用單擺測定重力加速度力加速度基礎(chǔ)要點(diǎn)整合基礎(chǔ)要點(diǎn)整合【實(shí)驗(yàn)器材】帶孔小鋼球一個、細(xì)絲線一條(長約1 m)、毫米刻度尺一把、秒表、游標(biāo)卡尺、帶鐵夾的鐵架臺【實(shí)驗(yàn)步驟】1做單擺取約1 m長的細(xì)絲線穿過帶孔的小鋼球，并打一個比小孔大一些的結(jié)，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上，并把鐵架臺放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂【注意事項(xiàng)】1選擇材料時應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在1 m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)

2、較小，最好不超過2 cm.2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象3注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過10.可通過估算振幅的辦法掌握4擺球振動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，擺球振動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺不要形成圓錐擺5計(jì)算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通過最低位置計(jì)算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通過最低位置時開始計(jì)時，為便于計(jì)時，可在擺球平衡位置的正下時開始計(jì)時，為便于計(jì)時，可在擺球平衡位置的正下方作一標(biāo)記以后擺球每次從同一方向通過最低位置方作一標(biāo)記以后擺球每次從同一方向通過最低位置時進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)時進(jìn)行計(jì)數(shù)，且

3、在數(shù)“零零”的同時按下秒表，開始計(jì)的同時按下秒表，開始計(jì)時計(jì)數(shù)時計(jì)數(shù)【誤差分析】1系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求即：懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看做質(zhì)點(diǎn)，球、線是否符合要求，擺動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪段長度作為擺長等只要注意了上面這些問題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而達(dá)到忽略不計(jì)的程度2偶然誤差主要來自時間(即單擺周期)的測量上因此，要注意測準(zhǔn)時間(周期)要從擺球通過平衡位置開始計(jì)時，并采用倒計(jì)時計(jì)數(shù)的方法，即4，3，2，1，0，1，2，在數(shù)“零”的同時按下秒表開始計(jì)時不能多計(jì)或漏計(jì)振動次數(shù)為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測量后取平均值考點(diǎn)核心突破考點(diǎn)核心突破

4、考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作圖實(shí)圖實(shí)2(1)用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑，示數(shù)如圖實(shí)用游標(biāo)卡尺測量小鋼球直徑，示數(shù)如圖實(shí)3所示，讀數(shù)為所示，讀數(shù)為_mm.圖實(shí)圖實(shí)3(2)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中正確的有以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中正確的有_A擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可擺線要選擇細(xì)些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些能長一些B擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的C為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度D拉開擺球，使

5、擺線偏離平衡位置不大于拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5，在，在釋放擺球的同時開始計(jì)時，當(dāng)擺球回到開始位置時停釋放擺球的同時開始計(jì)時，當(dāng)擺球回到開始位置時停止計(jì)時，此時間間隔止計(jì)時，此時間間隔t即為單擺周期即為單擺周期T解析(1)按照游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原則得小鋼球直徑為18 mm60.1 mm18.6 mm.(2)單擺的構(gòu)成條件：細(xì)線質(zhì)量要小，彈性要?。磺蛞x體積小，密度大的；偏角不超過5.故A、B正確，C錯誤為了減小測量誤差，要從擺球擺過平衡位置時計(jì)時，且需測量多次全振動所用時間，然后計(jì)算出一次全振動所用的時間故D錯誤、E正確答案(1)18.6(2)ABE (2012上海高考)在“利用單擺測重

6、力加速度”的實(shí)驗(yàn)中：考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理與誤差分析圖實(shí)圖實(shí)4(1)某同學(xué)嘗試用某同學(xué)嘗試用DIS測量周期如圖實(shí)測量周期如圖實(shí)4所示，所示，用一個磁性小球代替原先的擺球，在單擺下方放置一用一個磁性小球代替原先的擺球，在單擺下方放置一個磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點(diǎn)正下方圖個磁傳感器，其軸線恰好位于單擺懸掛點(diǎn)正下方圖中磁傳感器的引出端中磁傳感器的引出端A應(yīng)接到應(yīng)接到_使單擺做小使單擺做小角度擺動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值最大時，磁性小球位角度擺動，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度測量值最大時，磁性小球位于于_若測得連續(xù)若測得連續(xù)N個磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間個磁感應(yīng)強(qiáng)度最大值之間的時間間隔為的時間間隔為t，

7、則單擺周期的測量值為，則單擺周期的測量值為_(地磁地磁場和磁傳感器的影響可忽略場和磁傳感器的影響可忽略)(2)多次改變擺長使單擺做小角度擺動，測量擺長多次改變擺長使單擺做小角度擺動，測量擺長L及相應(yīng)的周期及相應(yīng)的周期T后，分別取后，分別取L和和T的對數(shù)，所得到的的對數(shù)，所得到的lgTlgL圖線為圖線為_(選填選填“直線直線”“”“對數(shù)曲線對數(shù)曲線”或或“指數(shù)曲線指數(shù)曲線”)；讀得圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為；讀得圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為c，由此得到該地的重力加速度由此得到該地的重力加速度g_實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新 (1)在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑如圖實(shí)5甲、乙

8、所示測量方法正確的是_(選填“甲”或“乙”)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)圖實(shí)圖實(shí)5(2)實(shí)驗(yàn)時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了實(shí)驗(yàn)時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球?qū)⑷斯び涗浾駝哟螖?shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運(yùn)動最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏運(yùn)動最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖實(shí)電阻，如圖實(shí)6甲所示光敏電阻與某一自動記錄甲所示光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時間隨時間t變化圖變化圖線如圖實(shí)線如圖實(shí)6乙所示，則該單擺的振動周期為乙所示，則該單擺的振動周期為

9、_若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長不變，改用直徑是原小球直徑徑是原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將周期將_(填填“變大變大”、“不變不變”或或“變小變小”)，圖乙中的圖乙中的t將將_(填填“變大變大”、“不變不變”或或“變變小小”)圖實(shí)圖實(shí)6答案(1)(乙)(2)2t0變大變大隨堂演練1(2014安慶市二模)在做用單擺測當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中，某同學(xué)組裝好單擺后，擺球自然懸垂，用毫米刻度尺測出懸點(diǎn)到擺球的最低端的距離L0.988 0 m，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖實(shí)7所示，則擺球的直徑為_mm，單擺擺長為_

10、m；為減小實(shí)驗(yàn)誤差，該同學(xué)在測量擺球振動周期時應(yīng)從擺球經(jīng)過_(填“最低點(diǎn)”或“最高點(diǎn)”)位置時開始計(jì)時訓(xùn)練高效提能訓(xùn)練高效提能圖實(shí)圖實(shí)7答案13.400.981 3最低點(diǎn)2某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：驗(yàn)中：圖實(shí)圖實(shí)8(1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖實(shí)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖實(shí)8所示，則該擺球的直徑為所示，則該擺球的直徑為_cm.答案(1)0.96(2)C3(2014石家莊模擬)小慶同學(xué)利用單擺測重力加速度，他用分度值為毫米的直尺測得擺線長為89.40 cm，用游標(biāo)卡尺測得擺球直徑如圖實(shí)9甲所示，讀數(shù)為_則該

11、單擺的擺長為_cm.用停表記錄單擺做30次全振動所用的時間如圖乙所示，則停表讀數(shù)為_s，如果測得的g值偏大，可能的原因是_(填序號)圖實(shí)圖實(shí)9A計(jì)算擺長時用的是擺球的直徑B開始計(jì)時時，停表晚按下C擺線上端未牢固系于懸點(diǎn)，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加D實(shí)驗(yàn)中誤將30次全振動記為31次答案2.050 cm90.42557.0ABD4(2014臺州模擬)某課外興趣小組擬用如圖實(shí)10甲所示的裝置研究滑塊的運(yùn)動情況所用實(shí)驗(yàn)器材有滑塊、鉤碼、紙帶、米尺、秒表、帶滑輪的木板以及由漏斗和細(xì)線組成的單擺等實(shí)驗(yàn)時滑塊在鉤碼的作用下拖動紙帶做勻加速直線運(yùn)動，同時單擺沿垂直于紙帶運(yùn)動的方向擺動漏斗漏出的有色液體在紙

12、帶上留下的痕跡記錄了漏斗在不同時刻的位置(如圖實(shí)10乙所示)(1)在乙圖中，測得在乙圖中，測得AB間距離為間距離為10.0 cm，BC間距離間距離為為15.0 cm，若漏斗完成，若漏斗完成72次全振動的時間如圖丙所示，次全振動的時間如圖丙所示，則漏斗的振動周期為則漏斗的振動周期為_s用這種方法測得此滑用這種方法測得此滑塊的加速度為塊的加速度為_m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(2)用該方法測量滑塊加速度的誤差的主要來源有：用該方法測量滑塊加速度的誤差的主要來源有：_.(寫出一種原因即可寫出一種原因即可)圖實(shí)圖實(shí)10答案(1)0.500.20(2)漏斗的重心發(fā)生變化(或

13、液體的痕跡偏粗、阻力變化等)(2)在該實(shí)驗(yàn)中，如果擺球質(zhì)量分布不均勻，于是某在該實(shí)驗(yàn)中，如果擺球質(zhì)量分布不均勻，于是某同學(xué)設(shè)計(jì)了下面一種計(jì)算方法：第一次測量懸線長為同學(xué)設(shè)計(jì)了下面一種計(jì)算方法：第一次測量懸線長為L1，測得周期為，測得周期為T1；第二次測量懸線長為；第二次測量懸線長為L2，測得周，測得周期為期為T2，由此可推算出重力加速度，由此可推算出重力加速度g_6(2012天津高考改編)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，在擺線上端的懸點(diǎn)處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊 ， 如 圖 實(shí) 1 1 所 示 這 樣 做 的 目 的 是_(選填字母

14、代號)圖實(shí)圖實(shí)11A保證擺動過程中擺長不變保證擺動過程中擺長不變B可使周期測量得更加準(zhǔn)確可使周期測量得更加準(zhǔn)確C使擺長不可調(diào)節(jié)使擺長不可調(diào)節(jié)D保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫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度米刻度尺從懸點(diǎn)量到擺球的最低端的長度L0.999 0 m，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖實(shí)，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖實(shí)12所示，則該擺球的直徑為所示，則該擺球的直徑為_mm，單擺擺長為，單擺擺長為_m.圖實(shí)圖實(shí)12(3)下列振動圖象真實(shí)地描述了對擺長約為1 m的單擺進(jìn)行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin 50.087，sin 150.26，這四種操作過程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是_(選填字母代號)(3)用單擺測量周期時，為了減小誤差，需使擺角小于5，且從擺球經(jīng)過最低點(diǎn)時開始計(jì)數(shù)，故振幅Alsin 58.7 cm，只有選項(xiàng)A符合要求答案(1)A(2)12.00.993 0(3)A