高三物理实验复习(七)单摆和油膜.doc

1、1高三物理实验复习（五）1、用单摆测定重力加速度实验目的利用单摆测定当地的重力加速度。 实验原理单摆在摆角小于 5时的振动是简谐运动，其固有周期为 T=2L/g ，由此可得g=4 2L/T2。据此，只要测出摆长 l 和周期 T，即可计算出当地的重力加速度值。 实验器材铁架台（带铁夹） ，中心有孔的金属小球，约 1m 长的细线，米尺，游标卡尺（选用），秒表等。 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，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。3测量单摆的摆长 l：用游标卡尺测出摆

2、球直径 2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长 l，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 5） ，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动 30 至 50 次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期 T。5将测出的摆长 l 和周期 T 代入公式 g=4 2L/T2 求出重力加速度 g 的值。6变更摆长重做两次，并求出三次所得的 g 的平均值。 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 1m 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 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

3、动时发生摆长改变、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 5，可通过估算振幅的办法掌握。4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通过最低位置时，进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数。目标检测 ：1某同学在做“利用单摆测重力加速度”实验中，先测得摆线长为 101.00cm，摆球直径为 2.00cm，然后用秒表记录了单摆振动 50 次所用的时间为 101.5s。则（1）他测得的重力加速度 g=_m/s2。（2）他测得的 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

4、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D实验中误将 49 次全振动数为 50 次2（3）为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长 l 并测出相应的周期 T，从而得出一组对应的 l 与 T 的数据，再以 l 为横坐标、T 2 为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率 K。则重力加速度 g=_。( 用 K 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

5、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 L/2。丙同学猜想：复摆的摆长应该大于 L/2。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 L/2。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 L/2 单摆的周期计算值（ T0=2 ） ，用 T 表gL2/示板长

6、为 L 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 L/2（选填“大于”、 “小于”或“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行处理，所选坐标如图。请在坐标纸上作出 T-T0 图，并根据图象中反映出的规律求出 =_（结果保留三2/L等位有效数字，其中 L 等 是板长为 L 时的等效摆长 T=2） 。g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：A.测摆长 l：用米尺量出摆线的长度。B.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，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第 6

7、0 次通过最低点时，按秒表停止计时读出这段时间，计算出单摆的周期 60tTC.将所测得的 L 和 T 代入单摆的周期公式 ，算出 g，将它作为实验的最后l2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，并加以改正板长 L/cm 25 50 80 100 120 150周期计算值 T0/s 0.70 1.00 1.27 1.41 1.55 1.73周期测量值 T/s 0.81 1.16 1.47 1.64 1.80 2.013(不要求进行误差计算)2、用油膜法估测分子的大小实验目的 掌握用油膜法估测分子大小的方法实验器材 油酸酒精溶液、量筒、浅盘（内有水） 、痱子粉、玻璃板、

8、彩笔、坐标纸实验原理 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 V。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 1cm 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 S（以 cm2 为单位） 。由 d=V/S 算出油膜的厚度，即分子直径的大小。注意事项 ：1、油酸酒精溶液的浓度以小于 1/1000 为宜2、油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4、痱子粉不宜撒的过厚，器具用后要清洗好目标检测

9、 ：1.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B 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D 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 A将油膜看成单分子油膜 B。不考虑各分子间的间隙C考虑了分子间的间隙 D。将油膜分子看成球形3在做“用油膜法测分子的大小”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，多于半个的算一个）再根据方格的边长求出油膜的面积 SB 将一滴油酸酒精溶液滴在水面上，待油酸薄膜的形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔将薄膜的形状描

10、画在玻璃板上C 用浅盘装入约 2cm 深的水，然后用痱子粉或石膏粉均匀地撒在水面D 用公式 L=V/S 求出薄膜厚度，即油酸分子的大小E 根据油酸酒精溶液的浓度，算出一滴溶液中纯油酸的体积 VF 用注射器或滴管将事先配制好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒，记下量筒内增加一定体积时的滴数以上实验步骤合理的顺序是 。44、某同学采用了“油膜法”来精略测定分子的大小：将 1cm3 的油酸溶于酒精，制成200cm3 的溶液，已知 1cm3 油酸酒精溶液有 50 滴；在一塑料盘内盛水，使盘内水深约为1cm，将一滴溶液滴在水面上，由于酒精溶于水，油酸在水面上形成一层单分子油膜；待油膜层不再扩散时，将玻璃片盖在塑料盘上，用钢笔在玻璃片上描绘出油膜层的边线；再将描有油膜层边线玻璃片平放在坐标方格纸上（如图 18） 。已知方格纸每小格的边长为1cm，则油膜的面积为 m2，他依此算出油酸分子的直径为 m（均保留一位有效数字） 。5、在做用油膜法估测分子大小的实验中，已知实验室中使用的酒精油酸溶液的体积浓度为 n,，又用滴管测得每 N 滴这种酒精油酸的总体积为 V,，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为 a 的正方形小格的纸上，(如下图) 测得油膜占有的小正方形个数为 m。用以上字母表示油酸分子的大小 d。从右图中数得油膜占有的小正方形个数为 m=_。