人教版 (新課標)選修34 單擺導學案及答案-學案下載-教習網(wǎng)

實驗：用單擺測定重力加速度學案（人教版選修3-4） 1．單擺的周期公式是____________________________，因此可求得重力加速度g＝ ______________，因此，測出單擺的________和________________就可求出當?shù)氐闹亓?加速度g. 2．擺線長l用____________測出，小球直徑d可用________________方便測出． 3．實驗時用________測出____________次全振動的時間，求出平均值，即得周期． 4．在測量重力加速度的實驗中，某同學用一根細線和一均勻小球制成單擺，他已經(jīng)測得此單擺20個周期的時間t，從懸掛點到小球頂端的線長為l，還需要測量的物理量為 ________．將g用測得量表示，可得g＝________. 5．下列器材在用單擺測重力加速度的實驗中用到的有(　　) A．天平 B．米尺 C．游標卡尺 D．鐵架臺 6．在用單擺測重力加速度的實驗中，為減小誤差(　　) A．應(yīng)選質(zhì)量小的球做擺球 B．先使擺球擺動幾次，從擺球經(jīng)過平衡位置時開始計時 C．用停表測出30～50次全振動的時間，計算出平均周期 D．在測量擺線長度時，對安裝好的單擺，要用力拉緊擺線后再測量概念規(guī)律練知識點一　對實驗原理的理解 1．在用單擺測重力加速度的實驗中，單擺的擺角θ應(yīng)______，從擺球經(jīng)過________開始計時，測出n次全振動的時間為t，用米尺測出擺線長為L，用游標卡尺測出擺球的直徑為d. (1)用上述物理量的符號寫出測重力加速度的一般表達式為g＝__________. (2)實驗中某同學發(fā)現(xiàn)他測出的重力加速度值總是偏大，其原因可能是(　　) A．實驗室處在高山上，離海平面太高 B．單擺所用的擺球太重 C．測出n次全振動的時間為t，誤作為(n＋1)次全振動的時間進行計算 D．以擺球直徑和擺線之和作為擺長來計算 2．用單擺測定重力加速度，根據(jù)的原理是(　　) A．由g＝eq \f(4π2l,T2)看出，T一定時，g與l成正比 B．由g＝eq \f(4π2l,T2)看出，l一定時，g與T2成反比 C．由于單擺的振動周期T和擺長l可用實驗測定，利用g＝eq \f(4π2l,T2)可算出當?shù)氐闹亓铀?度 D．同一地區(qū)單擺的周期不變，不同地區(qū)的重力加速度與周期的平方成反比知識點二　實驗步驟 3．利用單擺測定重力加速度的實驗步驟合理的順序是：________. A．求出一次全振動的平均時間 B．測量擺長l C．把單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂 D．反復(fù)做三次，算出周期的平均值 E．讓單擺偏離平衡位置一個小角度，使其由靜止開始擺動 F．用停表測量單擺完成30～50次全振動的時間 G．把測得的周期平均值和擺長數(shù)值代入周期公式中，計算出重力加速度的值 4．一位同學用單擺測定重力加速度的實驗，他將擺掛起后，進行了如下步驟： A．測擺長l：用米尺量出擺線的長度 B．測周期T：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點時，按下停表開始計時，同時將這一次通過最低點記作第一次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過最低點時，按下停表停止計時，讀出這段時間t，算出單擺的周期T＝eq \f(t,60) C．將所測得的l和T代入單擺的周期公式T＝eq \b\lc\ \rc\ (\a\vs4\al\co1(2π \r(\f(l,g))))，算出g，將它作為實驗的最后結(jié)果寫入報告中去指出上面步驟中遺漏或錯誤的地方，寫出該步驟的字母，并加以改正．知識點三　誤差分析 5．某同學在做“利用用單擺測定重力加速度”實驗中，先測得擺線長為101.00 cm，擺球直徑為2.00 cm，然后用停表記錄了單擺振動50次所用的時間為101.5 s．則 (1)他測得的重力加速度g＝________m/s2. (2)他測得的g的值偏小，可能的原因是(　　) A．測擺線長時擺線拉得過緊 B．擺線上端末牢固地系于懸點，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了 C．開始計時，停表過遲按下 D．實驗中誤將49次全振動數(shù)記為50次圖1 6．有五組同學用單擺測定重力加速度，各組的實驗器材和數(shù)據(jù)如下表所示，若各組同學實驗操作水平相同，那么第________組同學測定的結(jié)果最準確，若該組同學根據(jù)自己測得的實驗數(shù)據(jù)作出單擺的振動圖象如圖1所示，那么該同學測出的重力加速度大小是 ________m/s2. 方法技巧練圖象法處理實驗數(shù)據(jù) 7．某同學在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，測量了5種不同擺長情況下單擺的振動周期，記錄數(shù)據(jù)如下：圖2 (1)以擺長為橫坐標，周期的平方為縱坐標，根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖2中畫出T2－l的圖線． (2)求出此圖線的斜率． (3)由此圖線求出重力加速度． 8．在圖3 “利用單擺測定重力加速度”的實驗中，由單擺做簡諧運動的周期公式得到g＝eq \f(4π2l,T2).只要測出多組單擺的擺長l和運動周期T，作出T2－l圖象，就可以求出當?shù)氐闹亓铀?度．理論上T2－l圖象是一條過坐標原點的直線，某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出的圖象如圖3 所示． (1)造成圖象不過坐標原點的原因可能是___________________________________． (2)由圖象求出的重力加速度g＝________ m/s2.(取π2＝9.87) 參考答案 1．T＝2π eq \r(\f(l,g))　4π2eq \f(l,T2)　擺長　振動周期 2．刻度尺　游標卡尺 3．停表　30～50 4．小球直徑d，eq \f(1 600π2?l＋\f(d,2)?,t2) 5．BCD 6．BC　[擺球應(yīng)選擇質(zhì)量大、體積小的小球，A錯．開始計時的起點應(yīng)從平衡位置開始，此位置速度大，位置確定，誤差小，B對．應(yīng)用多個周期的累加時間計算周期誤差較小，C對．測擺長時應(yīng)使擺線自然下垂，不能拉緊，否則測得的擺長會變長，誤差大，D錯．] 課堂探究練 1．小于5°　平衡位置　(1)eq \f(4π2?L＋\f(d,2)?n2,t2)　(2)CD 解析　本題主要考查了實驗的注意事項，公式的推導及對實驗誤差的分析，全面考查了學生的理解記憶能力對公式的推導及分析能力，根據(jù)單擺做簡諧運動條件知θ