步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第十二章机械振动机械波光》实验十三探究单摆的摆长与周期的关系资料.pptx

考纲解读;1.知道把单摆的运动看做简谐运动的条件. 2.会探究与单摆的周期有关的因素. 3.会用单摆测定重力加速度．;1．实验原理 当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为 ，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到 .因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值．;2．实验器材 带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线( 约1米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺． 3．实验步骤 (1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的 线结，做成单摆． (2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边， 使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作上 标记，如实验原理图所示． (3)用毫米刻度尺量出摆线长度l′，用游标卡尺测出摆球的直径，即 得出金属小球半径r，计算出摆长l＝l′＋r.;3.实验步骤;3.实验步骤;1．注意事项 (1)构成单摆的条件：细线的质量要小、弹性要小，选用体积小、密 度大的小球，摆角不超过5°. (2)要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是将摆球 拉到一定位置后由静止释放．;1．注意事项 (3)测周期的方法： ①要从摆球过平衡位置时开始计时．因为此处速度大、计时误差小， 而最高点速度小、计时误差大． ②要测多次全振动的时间来计算周期．如在摆球过平衡位置时开始 计时，且在数“零”的同时按下秒表，以后每当摆球从同一方向通 过平衡位置时计数1次． (4)本实验可以采用图象法来处理数据．即用纵轴表示摆长l，用横 轴表示T2，将实验所得数据在坐标平面上标出，应该得到一条倾 斜直线，直线的斜率 .这是在众多的实验中经常采用的科 学处理数据的重要办法．;3．误差分析 (1)系统误差的主要来源：悬点不固定，球、线不符合要求，振动是圆锥摆而不是在同一竖直平面内的振动等． (2)偶然误差主要来自时间的测量上，因此，要从摆球通过平衡位置时开始计时，不能多计或漏计振动次数．;[例1] (2012·天津·9(2))某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素①他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是________(填字母代号)． A．保证摆动过程中摆长不变 B．可使周期测量得更加准确 C．需要改变摆长时便于调节 D．保证摆球在同一竖直平面内摆动;[例1] (2012·天津·9(2))某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素②他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L＝0.9990 m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为________mm，单摆摆长为________m.;[例1] (2012·天津·9(2))某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素③下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图象，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是____(填字母代号)．;[变式题组];?;2．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中： (1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为________cm.;2．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中： (2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________(填选项前的字母)． A．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始 计时 B．测量摆球通过最低点100次的时间t，则单摆周期为t/100 C．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算 得到的重力加速度值偏大 D．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小;[例2]在探究单摆周期与摆长关系的实验中， (1)关于安装仪器及测量时一些实验操作,下列说法中正确的是(　　) A．用米尺测出摆线的长度，记为摆长l B．先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l，再将单摆悬挂在铁 架台上 C．使摆线偏离竖直方向某一角度α(接近5°)，然后由静止释放摆球 D．测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期;[例2]在探究单摆周期与摆长关系的实验中： (2)实验测得的数据如下表所示： 请将测量数据标在图中，并在图中作出T2随l变化的关系图象;[例2]在探究单摆周