重力加速度的几种测量方法要点.ppt

重力加速度的几种测量方法 方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量 将已知质量为m的钩码挂在弹簧秤下，平衡后，读数为G.利用公式G=mg得g=G/m. 方法二、打点计时器法 (1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹。 (2)对纸带上计数点间的距离h进行测量，利用hn－hn－1＝gT2，求出重力加速度的大小。 例1、某同学用如下图甲所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点，所有测量数据及其标记符号如下图乙所示。 从数据处理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，对实验结果起作用的，方法一中有________________；方法二中有________________。因此，选择________________(“方法一”或“方法二”)更合理，这样可以减小实验的________________(填“系统”或“偶然”)误差。本实验误差的主要来源有________________(试举出两条)，并计算物体经过第4点的瞬时速度v4＝__________________m/s；重力加速度g＝________________m/s2。 解析：方法一：中g1、g2、g3、g4、g5相加后，s2、s3、s4、s5相互抵消，只有s1、s6(或37.5、193.5)起作用。方法二中数据s1、s2、s3、s4、s5、s6(或37.5、69.0、100.5、131.5、163.0、193.5)都用上了，所以选择方法二更合理。这是由于计算方法不当所带来的误差，是偶然误差。 本实验中误差的来源很多，主要有：阻力(空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率波动、长度测量、数据处理方法等。 例2、频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段，在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。右图是小球自由下落时的频闪照片的一部分，如果通过这幅照片测量自由落体加速度约为10.00m/s2。则频闪仪每隔_______s闪光一次。小球在图片中最上方的位置时具有的速度为____m/s。(计算结果小数点后保留两位) 例3、用滴水法可以测定重力加速度的值， 在自来水龙头下面固定一挡板，如图B-1所 示，仔细调节水龙头，使得前一个水滴滴在挡板 上的同时，下一个水滴刚好开始下落.首先量出水 龙头口离挡板的高度h，再用秒表计时，计时的方 法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同 时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一 滴水声，依次数“2、3、4……”，一直数到“n” 时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的读数t. （1）写出用上述方法测量重力加速度g的表达式 g=____________； （2）为了减小误差，改变h的数值，测出多组数 据，记录在表格中（表格中的t是水滴从水龙头口 到挡板所用的时间，即水滴在空中运动的时 间），请在图B-2所示的坐标纸中作出适当的图 象，并利用图象求出重力加速度的值 g=___________.（要求保留两位有效数字） 【试题分析】（1）滴水的周期就是水滴自由下落的时间，所以T= ， ; （2）描点作图，图象为一直线（图略）.求出斜率k，g=2k解得g=9.8m/s2.? 变式1．(2013·江苏物理，11)某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示，倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球，手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球。当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落……，这样，就可测出多个小球下落的总时间。 (1)在实验中，下列做法正确的有________________。 A．电路中的电源只能选用交流电源 B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方 C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离为小球下落的高度 D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时 (2)实验测得小球下落的高度H＝1.980m,10个小球下落的总时间T＝6.5s。可求出重力加速度g＝_______m/s2。(结果保留两位有效数字) (3)在不增加实验器材的情况下， 请提出减小实验误差的两个办法。 答案：(1)BD　(2)9.4 (3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值。(其他答案只要合理即可) 方法五、光电门法 例1、某同学用光电门和数字计时器测量