某學(xué)校的物理實驗興趣小組利用單擺和一個深度未知的小筒設(shè)計了如下實驗來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣燃靶⊥采疃龋畬⒔M裝好的單擺豎直懸掛于開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，用毫米刻度尺測出筒外懸線的長度l，然后將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，單擺振動過程中懸線不能碰到筒壁，并通過改變l而測出對應(yīng)的擺動周期T，再以T2為縱軸．l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭．
（1）在這個實驗中，應(yīng)該選用下列哪些材料組成單擺
AG
AG

A．長約1米的細線； B．長約1米的細鐵絲；  C．長約1米的橡皮條
D．長約0.2米的細絲線    E．直徑約為5厘米的鋼球   F．直徑約為5厘米的泡沫塑料球  G．直徑約為1厘米的鋼球  H．直徑約為1厘米的塑料球
（2）如果實驗中所得到的T2-l關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的
a
a
；
（3）由圖象可知，小筒的深度h=
0.3
0.3
m；當(dāng)?shù)豨=
9.62
9.62
m/s2．（g值保留3位有效數(shù)字）
（4）請你幫助該實驗小組分析一下，g值偏小的主要原因是
l的測量應(yīng)該是筒外懸線到小球中心的距離
l的測量應(yīng)該是筒外懸線到小球中心的距離
．
分析：（1）本實驗中單擺擺線需要沒有彈性盡量小質(zhì)量盡量輕，小球選取體積小密度大的．
（2）根據(jù)單擺的周期公式推導(dǎo)出T2-L函數(shù)關(guān)系解析式，選擇圖象．
（3）研究圖象與坐標軸交點的意義，求出h和g．
（4）結(jié)合推導(dǎo)出的g的表達式判斷g值偏小的原因
解答：解：（1）本實驗中單擺擺線需要沒有彈性盡量小質(zhì)量盡量輕，小球選取體積小密度大的，故選AG．
由單擺周期公式得T=2π
h+l
g

得到：T2=
4π2(l+h)
g

當(dāng)l=0時，T2=
4π2h
g
＞0
所以真正的圖象是a
（3）當(dāng)T2=0時，L=-h，即圖象與L軸交點坐標．
h=-L=30cm=0.3m
圖線的斜率大小k=
4π2
g

由圖，根據(jù)數(shù)學(xué)知識得到k=4 
解得g=9.62m/s2
（4）g=
4π2(l+h)
T2
，由式子分析若g值偏小則可能是測量擺長時漏掉了小球的半徑，l的測量應(yīng)該是筒外懸線到小球中心的距離．
故答案為：（1）AG（2）a（3）0.3m9.62或9.76
（4）l的測量應(yīng)該是筒外懸線到小球中心的距離
點評：實驗的核心是實驗原理，根據(jù)原理推導(dǎo)解析式，研究圖象下列幾個方面的意義，如：斜率、截距、面積等等．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（一）某學(xué)校物理興趣小組，利用光控實驗板進行了“探究自由落體的下落高度與速度之間的關(guān)系”的實驗，光控實驗板上有帶刻度的豎直板、小球、光控門和配套的速度顯示器，速度顯示器能顯示出小球通過光控門的速度．現(xiàn)通過測出小球經(jīng)過光控門時每次的速度來進行探究．另配有器材：多功能電源、連接導(dǎo)線、重垂線、鐵架臺等．實驗步驟如下：
①如圖甲所示，將光控板豎直固定，連好電路；
②在光控實驗板的合適位置A處固定好小球及光控門B，并測出兩者距離h1；
③接通光控電源，使小球從A處由靜止釋放，讀出小球通過B時的速度值vB1；
④其它條件不變，調(diào)節(jié)光控門B的位置，測出h2、h3…，讀出對應(yīng)的vB2、vB3…．
⑤將數(shù)據(jù)記錄在Excel軟件工作薄中，利用Excel軟件處理數(shù)據(jù)，如圖乙所示，小組探究，得出結(jié)論．

在數(shù)據(jù)分析過程中，小組同學(xué)先得出了vB-h圖象，繼而又得出vB2-h圖象，如圖丙、丁所示：
請根據(jù)圖象回答下列問題：
（1）小明同學(xué)在得出vB-h圖象后，為什么還要作出vB2-h圖象？
先作出的vB-h圖象，不是一條直線，根據(jù)形狀無法判斷vB與h關(guān)系，進而考慮vB2-h圖象，從而找出vB2-h之間的線性關(guān)系．
先作出的vB-h圖象，不是一條直線，根據(jù)形狀無法判斷vB與h關(guān)系，進而考慮vB2-h圖象，從而找出vB2-h之間的線性關(guān)系．

（2）若小球下落過程機械能守恒，根據(jù)實驗操作及數(shù)據(jù)處理，你能否得出重力加速度g，如果能，請簡述方法．
能，根據(jù)需要驗證的方程mgh=
1
2
mv2根據(jù)數(shù)學(xué)v2-h得圖象的斜率k=2g，所以g=
1
2
k
能，根據(jù)需要驗證的方程mgh=
1
2
mv2根據(jù)數(shù)學(xué)v2-h得圖象的斜率k=2g，所以g=
1
2
k
．
（二）．在“研究勻變速直線運動”的實驗中，算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的瞬時速度如下：
計數(shù)點序號 1 2 3 4 5 6
計數(shù)點對應(yīng)的時刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
通過計數(shù)點時的速度（cm/s） 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
為了算出加速度，合理的方法是
C
C

A．根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式a=
△v
△t
算出加速度
B．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖，量出其傾角α，由公式a=tan α算出加速度
C．根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖，由圖線上間隔較遠的兩點所對應(yīng)的速度，用公式a=
△v
△t
算出加速度
D．依次算出通過連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

某物理興趣小組利用學(xué)校的數(shù)字實驗室設(shè)計了一個測量小車瞬時速度的實驗．設(shè)計的實驗裝置如圖1所示．將長直木板B支成斜面，小車C的前端固定擋光片P，光電門G固定在木板的側(cè)面A處，讓小車在斜面上的同一位置O由靜止釋放，用光電計時器（未畫出）記錄擋光片通過光電門時擋光的時間△t．興趣小組共準備了寬度△x不同的五塊擋光片，分別做了五次實驗（每次實驗時擋光片的前沿均與小車的前端對齊），并計算出各次擋光片通過光電門的平均速度
.
v
（
.
v
=
△x
△t
）．記錄的數(shù)據(jù)如下表所示：
實驗順序 △x（cm） △t（ms）
.
v
（m/s）
1 2 50.5 0.396
2 4 95.0 0.421
3 6 137.5 0.436
4 8 174.5 0.459
5 10 212.0 0.472
完成下列作圖和填空：
（1）根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，在如圖2給出的坐標紙上畫出
.
v
-△t圖線；
（2）由所畫出的
.
v
-△t圖線，得出小車的加速度大小為
 
m/s2；
（3）由所畫出的
.
v
-△t圖線，得出小車前端過A處的瞬時速度大小為
 
m/s．
（以上兩空均保留3位有效數(shù)字）
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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年河南安陽一中高二（奧賽班）第二次階段考試物理試卷（帶解析） 題型：實驗題

某學(xué)校的物理實驗興趣小組利用單擺和一個深度未知的小筒設(shè)計了如下實驗來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣燃靶⊥采疃�。將組裝好的單擺豎直懸掛于開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，用毫米刻度尺測出筒外懸線的長度l，然后將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，單擺振動過程中懸線不能碰到筒壁，并通過改變l而測出對應(yīng)的擺動周期T，再以T2為縱軸．l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。
    
（1）在這個實驗中，應(yīng)該選用下列哪些材料組成單擺（    ）

A．長約1米的細線
B．長約1米的細鐵絲
C．長約1米的橡皮條
D．長約0.2米的細絲線
E.直徑約為5厘米的鋼球
F.直徑約為5厘米的泡沫塑料球
G.直徑約為1厘米的鋼球
H.直徑約為1厘米的塑料球
（2）如果實驗中所得到的T2—l關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的_____；
（3）由圖象可知，小筒的深度h ＝ ________m；當(dāng)?shù)豨 ＝ _____________m / s2。(g值保留3位有效數(shù)字)
（4）請你幫助該實驗小組分析一下，g值偏小的主要原因是_______________________。

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科目：高中物理 來源：2014屆河南安陽一中高二（奧賽班）第二次階段考試物理試卷（解析版） 題型：實驗題

某學(xué)校的物理實驗興趣小組利用單擺和一個深度未知的小筒設(shè)計了如下實驗來測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣燃靶⊥采疃取⒔M裝好的單擺豎直懸掛于開口向下的小筒中（單擺的下部分露于筒外），如圖甲所示，用毫米刻度尺測出筒外懸線的長度l，然后將懸線拉離平衡位置一個小角度后由靜止釋放，單擺振動過程中懸線不能碰到筒壁，并通過改變l而測出對應(yīng)的擺動周期T，再以T2為縱軸．l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭。

    

（1）在這個實驗中，應(yīng)該選用下列哪些材料組成單擺（     ）

A.長約1米的細線       B.長約1米的細鐵絲     C.長約1米的橡皮條   

D.長約0.2米的細絲線    E.直徑約為5厘米的鋼球   F.直徑約為5厘米的泡沫塑料球  G.直徑約為1厘米的鋼球  H.直徑約為1厘米的塑料球

（2）如果實驗中所得到的T2 —l關(guān)系圖象如圖乙所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的_____；

（3）由圖象可知，小筒的深度h ＝ ________m；當(dāng)?shù)豨 ＝ _____________m / s2。(g值保留3位有效數(shù)字)

（4）請你幫助該實驗小組分析一下，g值偏小的主要原因是_______________________。

 

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同步練習(xí)冊答案