在细线的一端拴住一个小球,另一端固定在悬挂点上。忽略线的伸缩和线的质量,球的直径比线的长度短得多,这样的装置就叫单摆。如图19所示,单摆摆动一次(例如小球从A点静止释放,经过B点到达最高点C,然后又从C点经过B点回到A点)所用的时间称为单摆的周期。小旋对单摆周期有以下猜想:可能与单摆的质量、单摆绳长和单摆摆动角度有关。为了验证上述猜想,她使用刻度尺、秒表、细线、质量不同的小球、量角器等器材,依照物理探究方法,进行了实验。
(1)为了减小测量周期时的误差,下列做法最合理及符合实际的是 BB。
A.用秒表测量只摆动1次的时间t1,周期T=t1
B.用秒表测量摆动10次的总时间t2,周期T=t210
C.用秒表测量摆动200次的总时间t3,周期T=t3200
(2)为了验证摆动周期T与摆长L的关系,请你:
①写出实验步骤和验证猜想的依据。
②设计记录实验数据的表格。
t
2
10
t
3
200
【考点】单摆的应用.
【答案】B
【解答】
【点评】
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发布:2024/5/8 8:0:8组卷:94引用:3难度:0.9
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1.通过进一步观察,伽利略发现:不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间(即摆动周期)是一样的,这在物理学中叫做“摆的等时性”原理,各种机械摆钟都是根据这个原理制作的。
著名物理学家伽利略在比萨大学读书时,对摆动规律的探究,是他第一个重要的科学发现,有一次他发现教堂上的吊灯因为风吹不停地摆动,尽管吊灯的摆动幅度越来越小,但每一次摆动的时间似乎相等。
后来,伽利略又把不同质量的铁球系在绳端做摆锤进行实验,他通过研究发现了摆的一系列规律。
小芳对“伽利略对摆动的研究”很感兴趣,于是仿照伽利略的做法利用如图所示的装置进行实验,她先测出了摆线的悬挂点O到铁球球心的距离L,摆动过程中摆线长度不变,并将此定义为摆长L,然后将铁球拉倒左侧最高点,释放小球,使小球来回摆动,再测出了摆球摆动30次所用的时间,进而算出摆球摆动一次所用时间。小芳猜想这一时间可能与摆球的质量m和摆长L有关,她做探究摆动一次所用的时间与摆长关系的实验数据如表:
次数摆线长
L/m摆动30次的时间/s 摆动1次
时间/s1 0.25 30.0 1.0 2 0.50 42.6 1.4 3 0.75 52.1 1.7 4 1.00 60.0 2.0 5 2.00 85.1 2.8
(2)不论摆动的幅度大些还是小些,完成一次摆动的时间是一样的,这在物理学中叫做摆的性。小芳在实验中摆球摆动的幅度可以用来表示。
(3)小芳在探究一次所用的时间T与摆长L关系的实验中,下列做法中必须的是
A.控制摆长L保持不变 B.控制摆动的幅度保持不变
C.控制摆球的质量保持不变 D.控制摆动30次的时间保持不变
(4)小芳在实验中用到的测量工具有和。
(5)分析表中数据可知,摆球摆动一次所用的时间T随着摆长L的增大而,T很可能与成正比。发布:2024/10/27 17:0:2组卷:82引用:1难度:0.1 -
2.小刚同学正在游乐场观察一位小朋友荡秋千,他注意到:小朋友在来回摆动时,每一次摆动的时间似乎相等。
为了验证这个猜想是否正确,小刚同学用一个简单的实验模拟了小朋友荡秋千的过程,用秒表测量了每一次摆动所用的时间,发现确实相等。他感到非常好奇和惊喜,把这个实验过程和结论告诉了在同一物理学习小组的小明、小红。他们又查阅了有关的物理资料,了解到如图1所示的装置叫单摆。单摆来回摆动一次,即A→B→C→B→A所用的时间,叫做单摆的周期。他们所发现的每摆动一次所用的时间相等的规律,伽利略300多年前已经发现了,叫做“摆的等时性原理”,人们还利用这个原理制造了摆钟。
小明又提出:一个单摆每次摆动所用的时间相等,是不是所有的单摆周期都相等呢?
于是,他们又制作了各种各样的单摆。摆球质量有大的,有小的;摆线有长的,有短的…通过多次测量他们发现,不同单摆的周期常常不相等。那么单摆的周期跟什么因素有关呢?他们根据各种单摆摆动的情况猜测:单摆的周期可能跟摆球的质量、摆线的长度及开始时摆球的高度有关。为了验证这些猜想是否正确,他们设计并进行了下面的三组实验:
仔细观察图中给出的信息,你知道他们每一组实验的目的是什么吗?通过每一组实验可以得出什么结论?
第(1)组:研究目的
第(2)组:研究目的
第(3)组:研究目的
生活中常见利用摆的等时性制造的摆钟,摆的下端有一个可上下调动的螺母,调节它,可以调节钟表的快慢。如果钟表慢了,应怎样调节?请你说说其中的道理。发布:2024/10/27 17:0:2组卷:25引用:1难度:0.5 -
3.阅读短文,回答问题:
单摆 用一根长度不变、质量可忽略不计的细线悬挂一个小球,在重力作用从一定的高度在竖直平面内作周期运动,就成为单摆。如图甲所示,小球在A、B之间来回摆动,从绳的上端到小球球心的距离叫摆长,用l表示,单位:米。
单摆在摆动过程中速度会发生变化,向下摆动速度会增大,向上摆动速度会减小。
单摆来回摆动一次的时间叫做周期,用T表示,单位:秒。由于单摆来回摆动一次的时间较短,直接测量误差较大。意大利物理学家伽利略发现:在一定的范围内,不论摆动的幅度多大,单摆完成一次摆动的时间总相同,即摆的等时性原理。因此,通过测量单摆来回摆动多次的时间,再计算出来回摆动一次的时间,可提高周期测量的准确性。
小明在某次实验中探究了周期T与摆长l的关系,获得的数据如下表所示:
摆钟(如图乙所示)、荡秋千等就是生活中的单摆。实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 摆长l/m 0.30 0.40 0.50 0.60 .70 0.80 0.90 1.00 周期T/s 1.1 1.3 1.4 1.5 1.7 1.8 1.9 2.0 周期平方T2/s2 1.2 1.6 2.0 2.3 2.9 3.2 3.6 4.0
(1)从表中数据可知,单摆的摆长l越长,周期T越(长/短)。
(2)请根据表中数据,在图丙中作出单摆周期的平方T2与摆长l的关系图象。
(3)关于单摆,下列说法正确的是。
A.小球在摆动的过程中运动状态不变
B.小球从A摆向B的过程中,经过E点速度小于经过F点的速度
C.在一定的范围内,若将小球拉到更高的位置由静止释放,则摆动的周期会变长
D.若家里的摆钟慢了,可通过缩短摆长进行校正
(4)图甲中当小球摆到最高点B时,速度为0,此时小球(是/不是)处于平衡状态,你的理由是。
(5)图甲中,当小球从A摆向B的过程中,经过F点时,剪断细后,则小球将沿如图中的哪条路径继续运动?(不计空气阻力)。发布:2024/10/27 17:0:2组卷:49引用:1难度:0.5