2.5实验：用单摆测量重力加速度（学生版） 2024-2025学年高二物理同步讲练（人教版2019选择性必修第一册）.pdf

2.5实验：用单摆测量重力加速度

1.会依据单摆周期公式确定实验思路。

2.能设计实验方案，会正确安装实验装置并进行实验操作。

3.能正确使用刻度尺测量单摆的摆长，能正确使用停表测量单摆的振动周期。

4.能正确处理数据，测出当地的重力加速度。

5.能从多个角度进行实验误差分析。

一、实验原理

2

l4πl

由T＝2π，得g＝，则测出单摆的摆长l和周期T，即可求出当地的重力加速度．

gT2

二、实验器材

铁架台及铁夹，金属小球(有孔)、秒表、细线(1m左右)、刻度尺、游标卡尺．

三、实验步骤

1．让细线穿过小球上的小孔，在细线的穿出端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆．

2．将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，把单摆上端固定在铁夹上，使摆线自由下

垂．在单摆平衡位置处做上标记．

3．用刻度尺量出悬线长l′(准确到mm)，用游标卡尺测出摆球

d

的直径d，则摆长为l＝l′＋.

2

4．把单摆拉开一个角度，角度不大于5°，释放摆球．摆球经过

最低位置时，用秒表开始计时，测出单摆完成30次(或50次)全

振动的时间，求出一次全振动的时间，即为单摆的振动周期．

5．改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格．

四、数据处理

2

4πl

1．公式法：每改变一次摆长，将相应的l和T代入公式g＝中求出g值，最后求出g的平均值．

T2

设计如下所示实验表格

重力加速度g/(重力加速度g的平均值/(

实验次数摆长l/m周期T/s

m·s－2)m·s－2)

1

＋＋

g1g2g3

2g＝

3

3

l4π2

222

2．图像法：由T＝2π得T＝l，以T为纵坐标，以l为横坐标作出T－l图像(如图所示)．其

gg

4π2

斜率k＝，由图像的斜率即可求出重力加速度g.

g

五、注意事项

1．选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1m；摆球应选用密度较大、直径较小的金属球．

2．摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小．

3．摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆．

4．计算单摆的全振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，要测n次全振动的时间

[例题1]（2024•东莞市校级模拟）如图1所示，某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，

测得摆线长为l，摆球直径为d，然后用秒表记录了单摆全振动n次所用的时间为t。则：

（1）下列最合理的装置是。

（2）用螺旋测微器测量小球直径，示数如图2所示，