2017年高考物理一轮总复习 专题十二 实验十三 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度课件.ppt

* 实验十三　探究单摆的运动　用单摆测定 重力加速度 实验准备 图S13-1 　 实验目的 1．学会用单摆测定当地的重力加速度． 2．能正确熟练地使用秒表． 　实验原理 当摆角小于_____时，单摆做简谐运动，其运动周期为 T＝ ________ ，与摆角的大小及摆球的质量无关，由此得到 g ＝ ________.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． 5° 实验器材 带孔小钢球一个、细丝线一条(长约 1 m)、毫米刻度尺一把、 ________、________、带铁夹的铁架台． 秒表 游标卡尺 实验过程 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______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________ _____处作上标记，如实验原理图 S13-1 所示． (3)用__________量出摆线长度 l′，用________测出摆球 的直径，即得出金属小球半径 r，计算出摆长 l＝________. 铁架台 单摆平衡 毫米刻度尺 游标卡尺 位置 l′＋r 1 t N N (6)改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速 度值，求出它们的平均值，该平均值即为当地的重力加速度值． (7)将测得的重力加速度值与当地的重力加速度值相比较， 分析产生误差的可能原因． 数据处理 图S13-2 实验分析 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， 振动的圆锥摆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，不能多记或漏记振动次数． 【基础检测】 图S13-3 (1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为 ________mm. (2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有( ) A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一 些 B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的 C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆 球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 答案：(1)18.6 (2)ABE 》》》考点1 实验原理及实验操作 ⊙重点归纳 1．强调在同一平面内振动且摆角小于 10°. 2．选择在摆球摆到平衡位置处开始计时，并数准全振动的次 数． 3．小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长 l′，用游标 卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径 r，则摆长 l＝l′＋r. 4．选用一米左右的细线． ⊙典例剖析 例1：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 S13-4 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 图S13-4 (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S13-5所示，则该摆球的直径为______ mm，单摆摆长为________m. 图S13-5 (3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为 1 m 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)． C D B A 答案：(1)AC (2)12.0 0.9930 (3)A 》》》考点2 数据处理与误差分析 ⊙重点归纳 ⊙典例剖析 例2：(2015 年四川成都摸底)在“用单摆测定重力加速度” 的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，从单摆运动到最 低点开始计时，且记数为 1，到第 n 次经过最低点所用的时间 为 t；在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的 摆线长为 l，再用游标卡尺测得摆球的直径为 d. (1)该单摆的摆长为________． (2)该单摆的周期为________． (3)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式 g＝ ________. (4)实验结束后，某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏 大，其原因可能是下述原因中的( ) A．单摆的悬点未固