专题10.3 本专题实验【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题10.3 本专题实验【讲】
【讲核心素养】
科学探究：探究单摆的运动、用单摆测重力加速度。
通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系。知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系。
【讲考点题型】
探究单摆周期与摆长之间的关系、用单摆测量重力加速度
1.实验目的
（1）练****使用秒表和刻度尺。
（2）探究影响单摆运动周期的因素。
（3）学会用单摆测定当地重力加速度。
2.实验原理
测摆长l和周期T，由T＝2π→g＝。
3.实验器材
中心带有孔的小钢球、细线（长约1 m）、米尺、游标卡尺、秒表。
4.实验步骤
（1）做单摆
将细线穿过中心带有孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架上，让摆球自然下垂。
（2）测摆长
用米尺量出摆线长l′（精确到毫米），用游标卡尺测出摆球直径D，则单摆的摆长l＝l′＋。
（3）测周期
将单摆从平衡位置拉开一个角度（小于5°），然后释放小球，记下单摆摆动30次～50次的总时间，算出一次全振动的时间，即为单摆的振动周期。
（4）改变摆长，重做几次实验。
5.数据处理
（1）公式法：g＝，算出重力加速度g的值，再算出g的平均值。
（2）图像法：作出l－T2图像求g值。
6.误差分析
产生原因
减小方法
偶然误差
测量时间（单摆周期）及摆长时产生误差
①多次测量求平均值
②计时从摆球经过平衡位置时开始
系统误差
主要来源于单摆模型本身
①摆球要选体积小，密度大的
②最大摆角要小于5°
7.注意事项
（1）摆线要选1 m左右，不要过长或过短。
（2）悬线长要待悬挂好球后再测，计算摆长时要将悬线长加上摆球半径。
（3）单摆要在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。
（4）要从平衡位置开始计时，并数准全振动的次数。
【例1】（2022·北京·首都师范大学附属中学三模）某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
（1）请选择正确的器材（ ）
A．体积较小的钢球
B．体积较大的木球
C．无弹性的轻绳子
D．有弹性、质量大的绳子
（2）用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图（甲）所示，摆球直径为______mm。利用刻度尺测得摆线长90.10cm，则该单摆的摆长__________cm。
（3）用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为，单摆每经过最低点记一次数，当数到时秒表的示数如图（乙）所示，该单摆的周期是____s（结果保留三位有效数字）。
（4）测量出多组周期T、摆长L数值后，画出图像如图（丙），此图线斜率的物理意义是（ ）
A．B．C．D．
（5）与重力加速度的真实值比较，发现第（4）问中获得的测量结果偏大，分析原因可能是（ ）
A．振幅偏小
B．将摆线长加直径当成了摆长
C．将摆线长当成了摆长
D．开始计时误记为
（6）该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期，然后把摆线缩短适当的长度l，再测出其振动周期。用该同学测出的物理量表达重力加速度为___________。
【答案】      AC##CA