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1、1高三物理实验复习（五）高三物理实验复习（五）1、用单摆测定重力加速度、用单摆测定重力加速度实验目的实验目的利用单摆测定当地的重力加速度。利用单摆测定当地的重力加速度。实验原理实验原理单摆在摆角小于单摆在摆角小于 5时的振动是简谐运动，其固有周期为时的振动是简谐运动，其固有周期为 T=2L/g，由此可得，由此可得g=42L/T2。据此，只要测出摆长。据此，只要测出摆长 l 和周期和周期 T，即可计算出当地的重力加速度值。，即可计算出当地的重力加速度值。实验器材实验器材铁架台（带铁夹）铁架台（带铁夹） ，中心有孔的金属小球，约，中心有孔的金属小球，约 1m 长的细线，米尺，游标卡尺（选用）长的细
2、线，米尺，游标卡尺（选用） ，秒表等。，秒表等。实验步骤实验步骤1在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一 个单摆。个单摆。2将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好 的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。3测量单摆的摆长测量单摆的摆长 l：用游标卡尺测出摆球直径：用游标卡尺测出摆球直径 2r，再用米尺测出从悬点至小球上端，再用米尺测出从悬点至小球上端 的
3、悬线长的悬线长 l，则摆长，则摆长 l=l+r。4把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于 5） ，使单摆在竖直平面内摆动，用秒，使单摆在竖直平面内摆动，用秒 表测量单摆完成全振动表测量单摆完成全振动 30 至至 50 次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这 就是单摆的周期就是单摆的周期 T。5将测出的摆长将测出的摆长 l 和周期和周期 T 代入公式代入公式 g=42L/T2求出重力加速度求出重力加速度 g 的值。的值。6变更摆长重做两次，并求出三次所得的变更摆长重做两次，并求出三次所得的 g 的
4、平均值。的平均值。注意事项注意事项1选择细绳时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在选择细绳时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在 1m 左右，小球应选用密度左右，小球应选用密度 较大的金属球，直径应较小，最好不超过较大的金属球，直径应较小，最好不超过 2cm。2单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆长单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆长 改变、摆线下滑的现象。改变、摆线下滑的现象。3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过 5，可通过估算振幅的办法掌握。，可通过估算振幅的办法掌握。4摆球摆动
5、时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。5计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向 通过最低位置时，进行计数，且在数通过最低位置时，进行计数，且在数“零零”的同时按下秒表，开始计时计数。的同时按下秒表，开始计时计数。目标检测目标检测：1某同学在做某同学在做“利用单摆测重力加速度利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为实验中，先测得摆线长为 101.00cm，摆球直径，摆球直径 为为 2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动
6、，然后用秒表记录了单摆振动 50 次所用的时间为次所用的时间为 101.5s。则。则（1）他测得的重力加速度）他测得的重力加速度 g=_m/s2。（2）他测得的）他测得的 g 值偏小，可能的原因是值偏小，可能的原因是A测摆线长时摆线拉得过紧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开始计时时，秒表过迟按下开始计时时，秒表过迟按下D实验中误将实验中误将 49 次全振动数为次全振动数为 50 次次2（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长 l 并测出相
7、应的周期并测出相应的周期 T，从而得出，从而得出 一组对应的一组对应的 l 与与 T 的数据，再以的数据，再以 l 为横坐标、为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该 直线的斜率直线的斜率 K。则重力加速度。则重力加速度 g=_。(用用 K 表示表示)2。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）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
8、摆） ， 如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动，如图所示。让其在竖直平面内做小角度摆动，C 点为重心，板长为点为重心，板长为 L，周期用，周期用 T 表示。表示。 甲同学猜想：复摆的周期应该与板的质量有关。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乙同学猜想：复摆的摆长应该是悬点到重心的距离 L/2。 丙同学猜想：复摆的摆长应该大于丙同学猜想：复摆的摆长应该大于 L/2。理由是：若。理由是：若 OC 段看成细线，线栓在段看成细线，线栓在 C 处，处，C 点以下部分的重心离点以下部分的重心离 O 点的距离显然大于点的距离显然大于 L/2。 为了研究
9、以上猜想是否正确，同学们进行了下面的实验探索：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。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则证明了甲同学的猜想是_ 的（选填的（选填“正确正确”或或“错误错误” ） 。(2)用用 T0表示板长为表示板长为 L 的复摆看成摆长为的复摆看成摆长为 L/2 单摆的周期计算值（单摆的周期计算值（T0=2
10、） ，用，用 T 表表gL 2/示板长为示板长为 L 复摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下表：复摆的实际周期测量值。计算与测量的数据如下表：由上表可知，复摆的等效摆长由上表可知，复摆的等效摆长 L/2（选填（选填“大于大于” 、 “小于小于”或或“等于等于” ） 。 (3)为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进为了进一步定量研究，同学们用描点作图法对数据进 行处理，所选坐标如图。请在坐标纸上作出行处理，所选坐标如图。请在坐标纸上作出 T- -T0图，并根图，并根据图象中反映出的规律求出据图象中反映出的规律求出=_（结果保留三（结果保留三2/LL等位有效数字，其中位有效数字，其中
11、L等等是板长为是板长为 L 时的等效摆长时的等效摆长 T=2） 。gL等3一位同学用单摆做测量重力加速度的实验他将摆挂起后，进行了如下步骤：一位同学用单摆做测量重力加速度的实验他将摆挂起后，进行了如下步骤： A.测摆长测摆长 l：用米尺量出摆线的长度。：用米尺量出摆线的长度。 B.测周期测周期 T：将摆球拉起，然后放开在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，：将摆球拉起，然后放开在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时， 同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第 60 次通过最低点时，按秒表停止次通过最低点时，按秒表停止计时读出这段
12、时间，计算出单摆的周期计时读出这段时间，计算出单摆的周期60tT C.将所测得的将所测得的 L 和和 T 代入单摆的周期公式代入单摆的周期公式，算出，算出 g，将它作为实验的最后，将它作为实验的最后glT2结果写入报告中去结果写入报告中去指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正板长板长 L/cm255080100120150周期计算值周期计算值 T0/s0.701.001.271.411.551.73周期测量值周期测量值 T/s0.811.161.471.641.802.013(不要求进行误差计算不要求进行误差计算
13、)2 2、用油膜法估测分子的大小、用油膜法估测分子的大小实验目的实验目的 掌握用油膜法估测分子大小的方法掌握用油膜法估测分子大小的方法 实验器材实验器材 油酸酒精溶液、量筒、浅盘（内有水）油酸酒精溶液、量筒、浅盘（内有水） 、痱子粉、玻璃板、彩笔、坐标纸、痱子粉、玻璃板、彩笔、坐标纸 实验原理实验原理 实验前应预先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体积：先了解配好的实验前应预先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体积：先了解配好的 油酸溶液的浓度，再用量筒和滴管测出每滴溶液的体积，由此算出每滴溶液中纯油酸的体油酸溶液的浓度，再用量筒和滴管测出每滴溶液的体积，由此算出每滴溶液中纯油酸的体 积积 V。
14、油膜面积的测量：油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，将油膜的形状用彩笔画在油膜面积的测量：油膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，将油膜的形状用彩笔画在 玻璃板上；将玻璃板放在坐标纸上，以玻璃板上；将玻璃板放在坐标纸上，以 1cm 边长的正方形为单位，用四舍五入的方法数出边长的正方形为单位，用四舍五入的方法数出 油膜面积的数值油膜面积的数值 S（以（以 cm2为单位）为单位） 。 由由 d=V/S 算出油膜的厚度，即分子直径的大小。算出油膜的厚度，即分子直径的大小。 注意事项注意事项：1、油酸酒精溶液的浓度以小于油酸酒精溶液的浓度以小于 1/1000 为宜为宜2、油酸酒精溶液的液滴要适当多一些、油
15、酸酒精溶液的液滴要适当多一些3、每次实验时要让浅盘的水稳定后再做、每次实验时要让浅盘的水稳定后再做 4、痱子粉不宜撒的过厚，器具用后要清洗好、痱子粉不宜撒的过厚，器具用后要清洗好目标检测目标检测：1.油膜法测分子直径的实验基础是油膜法测分子直径的实验基础是 A 把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度把油酸分子视为球形，其直径即为油膜的厚度 B让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜让油酸在水面上充分散开，形成单分子油膜 C 油酸分子的直径等于体积除以体积油酸分子的直径等于体积除以体积 D 油酸分子直径的数量级是油酸分子直径的数量级是 10-15m2用油膜法测分子直径的科学依据是用油膜法测分子直径的科学依据是 A将油膜看成单分子油膜将油膜看成单分子油膜 B。不考虑各分子间的间隙。不考虑各分子间的间隙 C考虑了分子间的间隙考虑了分子间的间隙 D。将油膜分子看成球形。将油膜分子看成球形3在做在做“用油膜法测分子的大小用油膜法测分子的大小”的实验中，步骤如下：的实验中，步骤如下： A 将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，数出轮廓内的方格数（不足半个的舍去，多 于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积 S B将一
