2.3单摆 （第二课时） 课件(共17张PPT)-高中物理沪科版（2020）选择性必修第一册.pptxVIP

单摆（第二课时）

探究单摆做简谐运动周期和摆长的关系实验序号摆线长l0/m摆长l/m周期T/s10.30.311.09220.40.411.25330.50.511.39440.60.611.51950.70.711.63460.80.811.73970.90.911.837811.011.92891.11.112.013101.21.212.093111.31.312.168121.41.412.240小球直径d=2cm

猜想1：周期与摆长成正比y轴：周期Tx轴：摆长l

猜想2：周期与摆长的平方根成正比

单摆的周期公式荷兰物理学家惠更斯经过详尽的研究得到：单摆做简谐运动的周期T与摆长l的二次方根成正比，与重力加速度g的二次方根成反比，而与振幅、摆球的质量无关。斜率理论值k=2.006?

单摆周期的应用（1）计时器：利用等时性惠更斯在1656年首先利用摆的等时性制作出了钟摆。（2）测定当地的重力加速度?

用单摆测量重力加速度的大小单摆在偏角很小时，振动周期跟偏角的大小和摆球的质量无关，单摆的周期公式是由此得：因此，测出单摆的摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的大小。1实验原理与方案??

2实验装置与方法长约1m细线下端连接一个金属小球，上端固定。使小球在竖直平面内做简谐运动，用停表测量单摆做简谐运动的周期，用刻度尺测量悬挂状态下细线的长度，用游标卡尺测量小球的直径。用单摆测量重力加速度的实验装置

观察思考：细线上端的两种悬挂方式，你觉得哪种方式较好？为什么？乙较好甲乙可以这样测量摆长吗？

3实验操作与测量（1）摆长的测量：用米尺测量出摆球自然悬垂时的悬线长l0(悬挂点到小球上端的距离)，用游标卡尺测出摆球的直径d，然后计算出悬点到球心的距离l=l0+d/2，作为摆长的测量值。

3实验操作与测量（2）周期的测量：用停表计时，测量单摆的周期T。?

小球直径d=2.00cm，单摆全振动次数n=304实验数据记录表公式法实验次数悬线长度l0/mn次全振动时间t/s摆长l/m周期T/s重力加速度g/ms-2重力加速度g的平均值g/ms-210.854.30.811.819.789.8220.957.30.911.919.8031.060.61.012.029.7641.163.01.112.109.9851.266.31.212.219.79

5实验数据分析处理图像法图像法：由T＝2π得T2＝，以T2为纵轴，以l为横轴作出T2－l图像(如图所示)。其斜率k＝，由图像的斜率即可求出重力加速度g。??

实验次数悬线长度l0/mn次全振动时间t/s摆长l/m周期T/s重力加速度g/ms-2重力加速度g的平均值g/ms-2?10.854.30.811.819.789.8220.957.30.911.919.8031.060.61.012.029.7641.163.01.112.109.9851.266.31.212.219.79公式法图像法g测量值为9.82ms-2g测量值为9.79ms-2

6实验误差分析1.来自系统的误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求。如：悬点是否固定；摆球是否可看做质点；球、线是否符合要求；振动是否形成了圆锥摆、摆角是否很小等。2.实验测量产生的误差（1）来自时间（周期）的测量误差（2）来自摆长的测量误差

3.实验数据处理过程中产生的误差

利用单摆测重力加速度大小

课堂小结?四、用单摆测量重力加速度的大小???

作业布置1.完成作业练习题。2.完成两个课堂思考题。思考1：若测量周期时，将单摆N次全振动时间误记为N+1次全振动时间，则计算出的重力加速度值将会_________。思考2：若测量摆长时忘记加上摆球的半径，则重力加速度的测量值和真实值相比将会_______。