1.5用单摆测重力加速度(教课版)解读.ppt

* 1.5 用单摆测重力加速度 * 实验目的 1、 用单摆测定当地的重力加速度 2、 会使用秒表 * 实验原理 1、当单摆摆角很小（小于5°）时，可看作简谐运动，其固有周期为 由公式可得 故只要测定摆长l和单摆的周期T，即可算出重力加速度g。 * 实验仪器 长约1米的（不可伸缩的）细线、小铁球、铁架台（连铁夹）、米尺、游标卡尺、秒表(机械秒表） 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 * 秒表的读数 秒表的读数分两部分： 1、小圈内表示分，每小格表示 0.5分钟； 2、大圈内表示秒，最小刻度 为0.1秒。 3、当分针在前0.5分内时，秒针在0～30秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在30～60秒内读数。 读数为3分48.7秒 注意秒表不估读 * 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 2分7.6秒 * 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 2分23.3秒 机械停表读数（flash) * 实验步骤(练习册15页） （1）将细线的一端穿过铁球上的小孔并打结固定好，线的另一端固定在铁架台上，做成一个单摆。 （2）用毫米刻度的米尺测定单摆的摆长l（摆线静挂时从悬挂点到球心的距离）。 * 实验步骤 （3）让单摆摆动（摆角小于5°），测定n（30—50）次全振动的时间t，求出单摆的平均周期 T=t/n ； （4）算出重力加速度 * 注意事项 1、细线不可伸缩，长度约1m。小球应选用密度较大 的金属球，直径应较小（最好不超过2㎝）。 2、单摆的上端不要卷在夹子上，而要用夹子加紧， 以免单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变，且 l=l’+d/2。 3、最大摆角小于10o，可用量角器测量，然后通过 振幅来掌握。 * 注意事项 4、摆球摆动时要在同一个竖直平面内，不能形成圆锥摆。 5、计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低点时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低点时进行计数，且在数零的同时按下秒表，开始计时计数，并且要测多次全振动（30-50次）的总时间，然后除以振动次数，作为单摆的周期。 * 注意事项 实验过程（视频） 实验仿真 * 图7－4－1 数据处理 * 作图的注意事项： （1）合理选择比例，让图线布满整个坐标纸。 （2）在不影响结果时，坐标起点可以不为零。 （3）剔除错误点后，使点大致对称地分布在图像两侧（图像要平滑）。 （4）计算斜率时取便于读数的最远的两点。 * * 1．系统误差 主要来源于单摆模型本身是否符合要求．即：悬点是否固定，摆球是否可看成质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等．只要注意了上面这些问题，就可以使系统误差减小到远小于偶然误差而忽略不计的程度． 误差分析 * 2．偶然误差 主要来自时间(即单摆周期)的测量上，因此，要注意测准时间(周期)．要从摆球通过平衡位置开始计时，在数“零”的同时按下秒表开始计时．不能多计或漏计振动次数．为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值． 实验改进 在用单摆测量重力加速度时，若所用的摆球质量分布不均匀，不能用摆线长加球半径得到单摆的摆长．我们采用如下方法解决这个问题： * * 训练 利用单摆测重力加速度的实验中，若测得g只偏小，可能是由于（ ） Ａ．计算摆长时，只考虑悬线长，而未加小球半径； Ｂ．测量周期时，将n次全振动，误记成n+1次全振动； Ｃ．计算摆长时，用悬线长加小球直径； Ｄ．单摆振动时，振幅较小． A * 训练 某同学在用单摆测重力加速度的实验中，由于摆球质量不均匀，重心无法找到，于是他采取了如下方法来测定重力加速度。 第一次量得摆球顶部到悬点的长为L1，测得对应振动周期为T1； 第二次量得摆球底部到悬点的长为L2，测得对应振动周期为T2。则重力加速度的表达式为：_______。 * 在用单摆测重力加速度的实验中，用T2作为纵坐标、摆长L作为横坐标，描点作图表示实验结果。实验时他多取