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题型:简答题
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简答题

(1)某同学在做“用单摆测重力加速度”实验中测得的g值偏小,可能的原因是______

A.测摆线长时摆线拉得过紧

B.摆线上端未牢固地系于悬点,振动中出现松动,使摆线长度增加了

C.单摆放手时,由于初速度不为零,导致形成了圆锥摆

D.实验中误将49次全振动数为50次

(2)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律.他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄,得到的频闪照片如图乙,O为抛出点,P为运动轨迹上某点.则根据平抛运动规律分析下列问题:

①乙图中,摄像头A所拍摄的频闪照片为______(选填“a”或“b”).

②测得图乙(a)中OP距离为45cm,(b)中OP距离为30cm,则平抛物体的初速度大小应为______m/s,P点速度大小应为______m/s.

正确答案

解:(1)A、根据单摆的周期公式得:.测摆线长时摆线拉得过紧,使得摆长的测量值偏大,则测得的重力加速度偏大.故A错误;

B、根据单摆的周期公式得:.摆动后出现松动,实际摆长变长,而摆长的测量值偏小,则测得的重力加速度偏小.故B正确;

C、单摆放手时,由于初速度不为零,导致形成了圆锥摆,合力提供向心力,mgtanθ=m ,所以,则实际有效摆长偏小,测量摆长偏大,故测定重力加速度偏大.故C错误;

D、根据单摆的周期公式得:.实验中将49次全振动数成50次全振动,测得周期偏小,则测得的重力加速度偏大.故D错误.

故选:B.

(2)①小球做平抛运动,平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,摄像头A拍摄的是水平方向上的运动,故应该是间距相等的点.故摄像头A所拍摄的频闪照片为b图.

②摄像头A拍摄小球水平方向上的匀速直线运动,摄像头B拍摄小球竖直方向的自由落体运动,根据测得图乙(a)OP距离为h=45cm,

,解得t===0.3s.

由(b)中OP距离为s=30cm,则s=v0t,

解得平抛物体的初速度大小为

P点竖直速度大小为vy=gt=10×0.3m/s=3m/s,

所以P点的速度大小,由勾股定理得

故答案为:(1)B;(2)①b;②1;

解析

解:(1)A、根据单摆的周期公式得:.测摆线长时摆线拉得过紧,使得摆长的测量值偏大,则测得的重力加速度偏大.故A错误;

B、根据单摆的周期公式得:.摆动后出现松动,实际摆长变长,而摆长的测量值偏小,则测得的重力加速度偏小.故B正确;

C、单摆放手时,由于初速度不为零,导致形成了圆锥摆,合力提供向心力,mgtanθ=m ,所以,则实际有效摆长偏小,测量摆长偏大,故测定重力加速度偏大.故C错误;

D、根据单摆的周期公式得:.实验中将49次全振动数成50次全振动,测得周期偏小,则测得的重力加速度偏大.故D错误.

故选:B.

(2)①小球做平抛运动,平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,摄像头A拍摄的是水平方向上的运动,故应该是间距相等的点.故摄像头A所拍摄的频闪照片为b图.

②摄像头A拍摄小球水平方向上的匀速直线运动,摄像头B拍摄小球竖直方向的自由落体运动,根据测得图乙(a)OP距离为h=45cm,

,解得t===0.3s.

由(b)中OP距离为s=30cm,则s=v0t,

解得平抛物体的初速度大小为

P点竖直速度大小为vy=gt=10×0.3m/s=3m/s,

所以P点的速度大小,由勾股定理得

故答案为:(1)B;(2)①b;②1;

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几名学生进行野外考察,登上一山峰后,他们想粗略测出山顶处的重力加速度.于是他们用细线拴好石块P系在树枝上做成一个简易单摆,如图所示.然后用随身携带的钢卷尺、电子手表进行了测量.同学们首先测出摆长L,然后将石块拉开一个小角度,由静止释放,使石块在竖直平面内摆动,用电子手表测出单摆完成n次全振动所用的时间t.

①利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式g=______

②若振动周期测量正确,但由于难以确定石块重心,测量摆长时从悬点一直量到石块下端,所以用这次测量数据计算出来的山顶处重力加速度值比真实值______(选填“偏大”、“偏小”或“相等”).

正确答案

解:①由题,单摆完成n次全振动所用的时间t得,单摆的周期T=.由单摆的周期公式T=2得,g==

②单摆的摆长应等于悬点到石块重心的距离,若测量摆长时从悬点一直量到石块下端,摆长L偏大,则由重力加速度的表达式g=可知,重力加速度值比真实值偏大.

故答案为:①g=;②偏大

解析

解:①由题,单摆完成n次全振动所用的时间t得,单摆的周期T=.由单摆的周期公式T=2得,g==

②单摆的摆长应等于悬点到石块重心的距离,若测量摆长时从悬点一直量到石块下端,摆长L偏大,则由重力加速度的表达式g=可知,重力加速度值比真实值偏大.

故答案为:①g=;②偏大

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学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的方木块(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C点为重心,板长为L,周期用T表示.

甲同学猜想:复摆的周期应该与板的质量有关.

乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离

丙同学猜想:复摆的摆长应该大于.理由是:若OC段看成细线,线栓在C处,C点以下部分的重心离O点的距离显然大于

为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:

(1)把两个相同的木板完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个木板摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”).

(2)用T0表示板长为L的复摆看成摆长为单摆的周期计算值(T0=2π),用T表示板长为L复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如表:

由上表可知,复摆的等效摆长______(选填“大于”、“小于”或“等于”).

(1)甲同学的猜想是______的(选填“正确”或“错误”).

(2)复摆的等效摆长______(选填“大于”、“小于”或“等于”).

正确答案

解:(1)两个方木板的质量大于一个方木板的质量,但周期相同,说明周期与方木板的质量无关,说明甲同学观点错误;

(2)根据单摆周期公式T=2,摆长越大,周期越大;复摆的实际周期大于用代入周期公式得到的计算值;说明复摆的等效摆长大于

故答案为:(1)错误;(2)大于.

解析

解:(1)两个方木板的质量大于一个方木板的质量,但周期相同,说明周期与方木板的质量无关,说明甲同学观点错误;

(2)根据单摆周期公式T=2,摆长越大,周期越大;复摆的实际周期大于用代入周期公式得到的计算值;说明复摆的等效摆长大于

故答案为:(1)错误;(2)大于.

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有A、B、C、D、E五位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验,实验数据列于下表,若每位同学都能正确使用仪器测量,则:

______同学的测量结果更准确

②由此计算出的重力加速度的大小为______m/s2(最后结果保留三位有效数字).

正确答案

解:单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度,适当加大摆线长度,有利于把摆球看成质点,在摆球小于5°的条件下,摆球空间位置变化较大,便于观察;摆球质量过大,所受空气阻力越大,故综合分析,C同学测量的结果更准确;

根据单摆周期公式:T=

可得:g=

又T=

代入C同学测量的数据,解得:g=9.74m/s2

故答案为:①C;②9.74

解析

解:单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度,适当加大摆线长度,有利于把摆球看成质点,在摆球小于5°的条件下,摆球空间位置变化较大,便于观察;摆球质量过大,所受空气阻力越大,故综合分析,C同学测量的结果更准确;

根据单摆周期公式:T=

可得:g=

又T=

代入C同学测量的数据,解得:g=9.74m/s2

故答案为:①C;②9.74

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在做“利用单摆测重力加速度”实验中,某同学先测得摆线长为89.2cm,摆球直径2.06cm,然后用秒表记录了单摆振动30次全振动所用的时间如图1中秒表所示,则:

(1)该单摆的摆长为______cm,秒表所示读数为______s.

(2)为了提高实验精度,在试验中可改变几次摆长l,测出相应的周期T,从而得出一组对应的l与T的数值,再以l为横坐标T2为纵坐标,将所得数据连成直线如图2所示,则测得的重力加速度g=______

(3)现提供秒表、较长的细线、小铁球等器材,要求测出一棵大树树干的直径d.请你设计一个能实际操作的实验,简要写出实验方案,并写出测得直径的表达式(要注明式子中所用符号的含义).

正确答案

解:(1)单摆的摆长L=摆线长+球的半径=89.2+=90.23cm   秒表的读数为:57.0s

(2)单摆的周期公式T=2π,得T2=l,所以图象的斜率表示 K=

由图知K=4,则:g==9.86m/s2

(3)取细线长度等于树干周长制作一个单摆,用秒表测出摆振动n次的时间t,则得单摆的周期为 T=

由单摆周期公式T=2π,可得树干直径 d=L=

故答案为:

(1)90.23cm,57.0s.

(2)9.86m/s2

(3)取细线长度等于树干周长制作一个单摆,用秒表测出摆振动n次的时间t,则利用单摆周期公式可得树干直径 d=

解析

解:(1)单摆的摆长L=摆线长+球的半径=89.2+=90.23cm   秒表的读数为:57.0s

(2)单摆的周期公式T=2π,得T2=l,所以图象的斜率表示 K=

由图知K=4,则:g==9.86m/s2

(3)取细线长度等于树干周长制作一个单摆,用秒表测出摆振动n次的时间t,则得单摆的周期为 T=

由单摆周期公式T=2π,可得树干直径 d=L=

故答案为:

(1)90.23cm,57.0s.

(2)9.86m/s2

(3)取细线长度等于树干周长制作一个单摆,用秒表测出摆振动n次的时间t,则利用单摆周期公式可得树干直径 d=

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