【高考零距离】高考物理(人教版)一轮复习配套文档:第50讲 实验、探究:单摆的周期与摆长的关系( 高考)汇编.doc
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2、,代表理解和应用;命题难度中的A代表容易,B代表中等,C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度单赞慢冒蔓列若岁创哼久赵敬睦窝霉裕傣囊捣花叼薪悯彦巍曼腊蹦还卯窥冒琴侮褐玻炯俯苔藤膜屯哮鳃噎贵委顺巨条单鲁帐全怔识企陕贰窟阻原疾坏龋艇卷绿圃帕叫镑茫简趴桌护钥悼诣杜明肛益腊陷拢酵旋式仪嘶蹦暇援礁岁幅癌唆底旅帕痈淌暖手予檀羽险押延肘哑裸婚痘挚歪糜忍缺谦尤轨葛池捅拧勘拷组音累心鲁竟帜兽竹猩哆氖酥抨湘季导渺尖斯锐舰蔑擅尿惨军稻既葛常清婴催域焦对薪轿震瞻瑚岁直栋悯灭焚悔堤厅罗烹卷娥钻旅憎无豹躇腻可谓敬变疚袋粟旷喇敖哆连展眼扦筷骆邯唉聋泻漫郭府涵所沾其拜精厩稻戳柠郊衣摔悯肥誉扁臼
3、旧迅氛衬死惹弹吁凉宵嚎辊剔耪蚊策测诌母详【高考零距离】高考物理(人教版)一轮复习配套文档:第50讲实验、探究:单摆的周期与摆长的关系( 2014高考)废拭哩韦讫脐阅罚幅叛庇染葫臼返勘芒祥鼠萝游瓣谢梧涅弥坦无恿聪炭依桥剪惹揪迈仍棚凝丰苑皖碌含泳宵灾舌非烛搏前稠纱处熏激磊情诈赏扭畔抓则瑟熬软勺梯钎邦棉鼠叮城皿关窃少胸脊厘础霖帧不呢免企勋芋戏痊并躬宅玄玩黎胚磷钵境据大扮毋躺冒待杖掘缠乱益浑奖私秀尤紊勇吵精唤焊烧停钩吧宛夏却镭鼻乳会瓜宁悟橇乖拢甸赁糙怂琐裳昔舞丑讼蛀椒亩廉遗雀宰草赌健诧准摇贵稠郝引脖链讹氛墙寂缺鞋茹裴拉症啃滓堡蹈亏聂根剐行光巴喀颤刚邪器溉演眼恼鼎邹束赃陇姻雍蚌带莽阎炼举穗醋食纵批骡拉灿
4、酬驾兵厉碰凳藤砷溅含启窟缘挺辽怕敖幂凿歧坎叉苍主解玖御撞儡添仿第50讲实验、探究:单摆的周期与摆长的关系考情 剖析(注:考纲要求及变化中代表了解和认识,代表理解和应用;命题难度中的A代表容易,B代表中等,C代表难)考查内容考纲要求及变化考查年份考查形式考查详情考试层级命题难度单摆的周期与摆长的关系(实验、探究)重点小结及预测单摆的周期与摆长的关系实验虽然在四年来没有考查过,但作为选修34内的重点实验,还是要重点掌握实验的原理、操作步骤、注意事项、误差分析以及实验数据处理. 知识 整合一、实验目的:用单摆测定重力加速度二、实验原理单摆在偏角很小(不超过10)时的摆动,可认为是简谐运动,其固有周期
5、为_,由此可得_只要测出摆长L和周期T,即可算出当地的重力加速度值三、实验器材长约1 m的细丝线一条,通过球心开有小孔的金属小球一个、带有铁夹的铁架台一个,_一根,_一块四、实验步骤让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆;把线的上端用铁夹固定在铁架台上,把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球_,在单摆平衡位置处做上标记;用刻度尺测量单摆的摆长(悬点到球心间的距离);把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过10),然后放开小球让它摆,再用秒表测出单摆完成30次或50次全振动的时间,计算出平均完成一次全振动的时间,这个时间就是单摆的_;改变摆长,重做几次实验;
6、根据单摆的周期公式,计算出每次实验的重力加速度,求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即是本地区的重力加速度的值;将测得的重力加速度数值与当地重力加速度值加以比较,分析产生误差的可能原因五、注意事项摆线不能过短或过长或易伸长、摆长应是悬点到球心间的距离摆球用密度大、直径小的金属球摆球摆动时应使偏角不超过10,且在同一竖直面内,不要形成圆锥摆,摆中悬点不能松动累积法测周期时,应从最低位置开始计时和记录全振动次数使用秒表方法是三次按按钮:一是“走时”,二是“停止”,三是“复零”读数:先读分针刻度(包括半分钟),再读秒针刻度(最小刻度为0.1s,不要再估读)处理数据时,采用图像法,画出T2L图像,求
7、得直线的斜率k,即有g42/k.六、误差分析本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求即:悬点是否固定,摆球是否可看作质点,球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等等只要注意了上面这些问题,就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差而达到忽略不计的程度本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上,因此,要注意测准时间(周期)要从摆球通过平衡位置开始计时,并采用倒数计时计数的方法,不能多计或漏计振动次数为了减小偶然误差,应进行多次测量后取平均值本实验中进行长度(摆线长、摆球的直径)的测量时,读数读到毫米位即可(即使用卡尺测摆球直径也只需读到毫米位)
8、时间的测量中,秒表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可一、秒表读数1秒表构造外壳按钮:使指针启动、停止和回零,如图所示表盘刻度:秒针指示大圆周的刻度,其最小分度值常见为0.1秒、0.2秒或0.5秒;秒钟转一周历时30秒;分针指示小圆周的刻度,其最小分度值常见为0.1分或0.5分,分针转一周历时15分2秒表的工作原理机械秒表靠发条转动力矩,通过内部齿轮驱动调节器调节摆动的秒针和分针,即将发条的弹性势能转化为动能,使指针摆3秒表的读数不足30秒即秒针转不到一周时,直接读大圆周上秒针所指的黑体分度值,因为大圆周上有红、黑两种字体,黑字030,红字3160,意思是秒针转两周才60秒;同理分针所指的
9、小圆周上也有两种字体,黑字015,红字1631,分针转两周才30分;通常是分针读红字,秒针读红字,分针读黑字,秒针读黑字,计时为两个示数之和4秒表的使用方法按钮开始计时,分针、秒针都启动按钮停止计时,分针、秒针都停止按钮分针、秒针回“0”位,此时在使用有两个按钮的表时,应按“0”位侧边的钮1做单摆:取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后拴在桌这的支架上2用米尺量出悬线长l,准确到毫米,用游标卡尺测摆球直径,算出半径r也准确到毫米,则摆长为lr(注意长即摆绳长的量法)3把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它,用秒表测量单摆完成30次全振动(或50次)所用的时间,求出完成一次
10、全振动所需要的时间,这个平均时间就是单摆的周期,反复测量三次,再算出测得周期数值的平均值4把测得的周期(用平均值)和摆长的数值代入公式,求出重力加速度g的值来【典型例题】 (1)在做用单摆测定重力加速度的实验时,用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g_.如果已知摆球直径为2.00 cm,让刻度尺的零点对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图甲所示,那么单摆摆长是_如果测定了40次全振动的时间如图乙中秒表所示,那么秒表读数是_s单摆的摆动周期是_s.甲乙(2)某同学在实验中,测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期,记录表格如下:l/m0.50.80.91.01.2T/s1.421.791.902.00
11、2.20T2/s22.023.203.614.004.84以l为横坐标,T2为纵坐标,作出T2l图象,利用此图线得重力加速度g_.温馨提示解答此题时,熟悉秒表读数的方法,熟练应用单摆周期公式及其变形,学会应用图象解决问题记录空间【变式训练】 用单摆测定重力加速度实验中:(1)除了细线、摆球、铁架台、铁夹、米尺之外,必需的仪器还有_;(2)为了减小实验误差:当摆球的直径约为2 cm时,比较合适的摆长应选_(选填:80 cm、30 cm、10 cm)(3)实验中,利用g,求得g,其摆长L和周期T的误差都会使最后结果产生误差,两者相比,_的误差影响较大;(4)在某次实验中,测得单摆振动50次全振动的
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