物理练习(新教材粤教版)第八章实验九用单摆测量重力加速度

1．利用如图甲所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验．
(1)实验室有如下器材可供选用：
A．长约1 m的细线
B．长约1 m的橡皮绳
C．直径约2 cm的均匀铁球
D．直径约5 cm的均匀木球
E．秒表
F．时钟
G．10分度的游标卡尺
H．最小刻度为毫米的米尺
用了米尺后，还需要从上述器材中选择________(填写器材前面的字母)．
(2)用10分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量的示数如图乙所示，读出小球直径的值为________ mm.
(3)将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂．用米尺测量摆线长度为L.小球在竖直平面内小角度平稳摆动后，测得小球完成n次全振动的总时间为t，请写出重力加速度的表达式g＝_______________________________.(用L、d、n、t表示) (4)正确操作后，根据多次测量数据计算出实验所在处的重力加速度值，比较后发现：此值比北京的重力加速度值略小，则实验所在处的地理位置与北京的主要不同点可能是________(写出一条即可)．
2．在“用单摆测量重力加速度”的实验中．
(1)安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径d，测量的示数如图所示，则摆球直径d ＝________ cm，再测量摆线长为l，则单摆摆长L＝________(用d、l表示)；
(2)摆球摆动稳定后，当它到达________(填“最低点”或“最高点”)时启动停表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数n(n＝1、2、3、…)，当n＝60时刚好停止计时．此时的停表如图所示，其读数为________ s，该单摆的周期为T＝________ s(周期要求保留三位有效数字)；
(3)计算重力加速度测量值的表达式为g＝__________(用T、L表示)，如果测量值小于真实值，原因可能是________；
A．将摆球经过最低点的次数n记少了
B．计时开始时，停表启动稍晚
C．将摆线长当成了摆长
D．将摆线长和球的直径之和当成了摆长
(4)正确测量不同摆长L及相应的单摆周期T，并在坐标纸上画出T2与L的关系图线，如图所示．由图线算出重力加速度的大小g＝__________ m/s2(保留3位有效数字，计算时π2取)．
3．(2023·广东佛山市调研)在“用单摆测定重力加速度”的实验中．
(1)用游标卡尺测小球的直径d，读数如图所示，则小球直径为________ mm.
(2)下列操作正确的是________．
A．摆长应为绳长和小球直径之和
B．测量周期时，应从小球经过的最高点开始计时
C．若有直径相同的木球和铁球，应选择铁球来进行实验
D．为了使实验效果明显一些，摆球的初始摆角应达到15°
(3)测得单摆周期T与绳长l，则重力加速度g的表达式为_____________________________ ___________________________________________(用T、l、d、g等字母符号表示)．
(4)下面是小明的某次测量：当小球稳定摆动后，以某次经过平衡位置时开始计时，并计数为1，此后小球每摆动到平衡位置一次，计数一次，依次计数为2、3……，当数到100时，停
止计时，测得时间为t.小明以t
50作为单摆周期来进行计算．根据你的判断，由此得到的g值将是________的(选填“偏小”“准确”或“偏大”)．
4．(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲、乙所示．测量方法正确的是________(选填“甲”或“乙”)．
(2)实验时，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图丙所示．光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图像如图丁所示，则该单摆的振动周期为________．若保持悬点到摆球顶点的绳长不变，改用直径是原摆球直径2倍的另一摆球进行实验，则该单摆的周期将______(选填“变大”“不变”或“变小”)，图丁中的Δt将________(选填“变大”“不变”或“变小”)．
5．某实验小组利用图示装置做“用单摆测量重力加速度”的实验．
(1)该组同学先测出悬点到小球球心的距离l，然后用秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.请写出重力加速度的表达式g＝__________；(用所测物理量表示)
(2)在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感器，如图乙所示，将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如图丙所示的v－t 图线．由图丙可知，该单摆的周期T＝________ s；
(3)更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算机作出T2－l图像，并根据图像处理得到方程T2＝l＋(s2)．由此可以得出当地的重力加速度g＝________ m/s2.(取π2＝，结果保留三位有效数字)。