物理人教版（2019）选择性必修第一册2.5实验：用单摆测量重力加速度（共22张ppt）.pptx

第二章机械振动第5节实验用单摆测重力加速度

新课引入了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域都有十分重要的意义，为此，就需要了解测量重力加速度的方法？理论上，与重力有关的物理现象都可以测量重力加速度，如自由落体运动。今天，我么利用单摆来测量重力加速度！

二、光的折射学习任务一：实验思路惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。我们也可以采用同样的办法，测量所在地区的重力加速度数值。当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得想一想，要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？

二、光的折射学习任务一：实验思路1.铁架台及铁夹2.中心有孔的小钢球3.不易伸长的细线4.秒表5.有毫米刻度的米尺6.游标卡尺

二、光的折射学习任务二：物理量的测量1.摆长的测量用米尺量出从悬点到小球上端的悬线长l0，再用游标卡尺测量出摆球的直径d，

二、光的折射学习任务三：物理量的测量2.周期的测量（1）.表盘构造：内侧表盘与外侧表盘（2）.工作原理：内侧表盘：反映分针读数t1，转一周是15分钟，每1大格为1分钟，分成前后两部分，指针在1~2之间t1=1分，指针在2~3之间t1=2分，以此类推……外侧表盘：反映秒针读数t2，转一周是30s，转两周为60s，每大格为1秒钟，分成10小格，读到0.1s，不需要估读。若分针在前半部分，秒针为0~30.0s，若分针在后半部分，秒针为30.0~60.0s。（3）.读数公式：t=分针读数(t1)+秒针读数(t2)，例如：2分38.2秒，12.3秒……

二、光的折射学习任务三：物理量的测量4.周期的测量方法一：测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测量值。方法二：测量单摆做多次全振动（例如几十次）的时间，然后通过计算求出它的周期的测量值。0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213142分7.6秒0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213141分51.4秒

二、光的折射学习任务三：实验操作（1）.让细线的一端穿过金属小球的小孔，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，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示.（3）.用毫米刻度尺量出摆线长度l′，用游标卡尺测出金属小球的直径，即得出金属小球半径r，计算出摆长l.1.实验步骤

二、光的折射学习任务三：实验操作（4）.把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t，计算出单摆的振动周期T.（5）.根据单摆周期公式，计算当地的重力加速度.（6）.改变摆长，重做几次实验.

二、光的折射学习任务四：实验操作（1）．选择细线时应选择细、轻而且不易伸长，长度约1米左右的细线，小球应选密度较大、半径较小的金属球。（2）．单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁架台的杆上，以免造成悬点不固定，摆长变化的现象。（3）．测量摆长时应注意是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。?2.注意事项

二、光的折射学习任务四：数据分析方法一(公式法)：利用求出周期，算出三次测得的周期的平均值，然后利用公式求重力加速度.方法二(图像法)：根据测出的一系列摆长l对应的周期T，作l－T2的图像，由单摆周期公式得图像应是一条过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率k，即可利用求重力加速度.1.数据处理

?(2）．偶然误差①主要来自于时间测量，测量时间时要求从摆球通过平衡位置开始计时，在记次数时不能漏记或多记。同时应多次测量，再对多次测量结果求平均值。②测长度和摆球直径时，读数也容易产生误差。秒表读数读到秒的十分位即可。学习任务四：数据分析2.实验误差

?实验改进

实验演示

实验演示

若某同学用单摆测定重力加速度实验把绳长当成了摆长，能否求得重力加速度？LT20-r答：能求出。作出l－T2图象如图，可以利用斜率得到重力加速度，且纵轴截距的绝对值就是小球半径。深度思考

1.某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是()A.摆球质量太大了；B.量摆长时从悬点量到球的最下端；C.摆角太大了（摆角仍小于10°）；D.计算摆长时忘记把小球半径加进去；E.摆球不是在竖