高中物理选择性必修一优质课公开课2.4.pptx

4．实验：用单摆测量重力加速度;;课标要求

1.进一步理解单摆做简谐运动的条件和单摆周期公式中各量的意义．

2．学会利用单摆的周期公式测量重力加速度．

思维导图;必备知识·自主学习;?;三、实验装置

1．器材：细线、带孔小球、铁架台、停表、游标卡尺、刻度尺．

2．装置：如图所示．

[导学2]

计时起始的时刻选在摆球通过平衡位置时测量误差较小．;?;?;?;?;六、误差分析

1．本实验系统误差主要来源于单摆模型本身，即：悬点是否固定，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的振动以及测量哪段长度作为摆长等．只要注意了上面这些方面，就可以使系统误差减小到远小于偶然误差，达到忽略不计的程度．

2.本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量．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，并采用倒数计时计数的方法，即4、3、2、1、0、1、2……在数至“0”时按下秒表开始计时，不能多记或漏记振动次数．为了减小偶然误差，进行多次测量后取平均值．

3．本实验中长度(摆线长、摆球的直径)的测量，读数读到毫米位即可(使用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米位)，时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可，秒表读数不需要估读．;七、注意事项

1．摆线应选择细、轻且不易伸长的线(长度为1m左右)；小球应选用密度较大、直径较小(最好不超过2cm)的金属球．

2．单摆悬线的上端应当固定牢固，不可随意卷在铁架台的横杆上，以免摆动时摆长改变；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．

3．测量时应以摆球通过最低位置时开始计时、计数，以后摆球每通过最低位置时计数一次．;关键能力·合作探究;?;(1)用游标卡尺测量小钢球的直径，示数如图所示，读数为________mm.

;?;素养训练1某同学利用单摆测定重力加速度．

(1)(多选)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是()

A．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球

B．组装单摆须选用轻质且不易伸长的细线

C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动

D．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大;(2)如图所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆．实验时，由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度

尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离Δl.用上述测量结

果，写出重力加速度的表达式g＝________．;?;?;(3)若他们测量5种不同摆长下单摆的振动周期，记录结果如下表所示：

请你以摆长(l)为横坐标、周期(T)的平方为纵坐标，在虚线框中作出T2-l图像，并利用此图像求出的重力加速度为________m/s2.;?;素养训练2某同学在实验室利用单摆测量当地的重力加速度．

(1)在摆球自然悬垂的状态下，用毫米刻度尺量取从悬点到摆球最顶端的长度l；用游标卡尺测量摆球的直径，如图甲，则d＝________mm.;(2)如图乙，该同学测出不同摆长L和对应的周期T，并在坐标纸上作出T2-L图线，由图线可精确求出重力加速度g＝________m/s2(已知π2≈9.87，结果保留3位有效数字)．;(3)另一同学由单摆周期公式直接求得的g值偏小，则可能是________．

A．测量悬线长度作为摆长，没有加上摆球的半径

B．把N次全振动误计为(N＋1)次全振动

C．摆线上端未固定牢，摆动过程中出现松动，使摆线变长;随堂演练·自主检测;

1．在“用单摆测量重力加速度”的实验中，摆线应选用()

A．长约10cm的细线 B．长约1m的细线

C．长约1m的粗绳 D．80cm长的橡皮绳

;2．(多选)在“用单摆测量重力加速度”的实验中，为减小误差()

A．应选质量小的球做摆球

B．先使摆球摆动几次，从摆球经过平衡位置时开始计时

C．用停表测出30～50次全振动的时间，计算出平均周期

D．在测量摆线长度时，对安装好的单摆，要用力拉紧摆线后再测量;3．(1)在做“用单摆测量重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g＝________．若已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，则单摆摆长是________m．若测定了40次全振动的时间

为75.2s，计算可得单摆周期是________s.;(2)为了提高测量精度，需多次改变l值，并测得相应的T值．现将测得的六组数据标示在以l为横坐标、以T2为纵坐标的坐标系上