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2024年新人教版高考物理一轮复习课件
第八章
DIBAZHANG
机械振动机械波
实
验
九用单摆测量重力加速度
目标1.知道利用单摆测量重力加速度的原理.2.掌握利用单摆测量重力加速度的方法.
要求
内容索引
实验技能储备
考点一教材原型实验
考点二探索创新实验
课时精练
一
实验技能储备
1.实验原理
当摆角较小时,单摆做简谐运动,其运动周期为T=,由此得到g
摆长l振动周期T
=,因此,只要测出和,就可以求出当地的重力加
速度g的值.
2.实验器材
游标卡尺停表
单摆、、毫米刻度尺、.
3.实验过程
(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,
l′+r
即得出金属小球半径r,计算出摆长l=.
(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.
4.数据处理
(2)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l=,图像应是一条过原点
2
4πk
的直线,如图所示,求出图线的斜率k,即可利用g=_____
求重力加速度.
5.注意事项
(1)一般选用一米左右的细线.
(2)悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定.
(3)应在小球自然下垂时用毫米刻度尺测量悬线长.
(4)单摆必须在同一平面内振动,且摆角小于5°.
(5)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时,并数准全振动的次数.
考点一
教材原型实验
例1(2023·江苏南通市模拟)某小组在“用单摆测量重力加速度”实验中:
(1)组装单摆时,用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的上端,再用铁架台的
AB
铁夹将橡皮夹紧,如图甲所示.这样做的目的有______;
A.保证摆动过程中摆长不变
B.需要改变摆长时便于调节
C.保证摆球在同一竖直平面内摆动
用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,可以在需要改变摆长时便于调节;
用铁架台的铁夹将橡皮夹紧,从而保证摆动过程中摆长不变.上述做
法并不能保证摆球在同一竖直平面内摆动,故选A、B.
(2)安装好实验装置后,先用刻度尺测量摆线长l,再用游标卡尺测量摆
18.9
球直径d,其示数如图乙所示,则d=______mm;
由题图乙可知摆球直径为d=18mm+9×0.1mm=18.9mm.
(3)某次实验过程中,用秒表记录时间的起点应该是摆球运动过程中的
最低点
________(选填“最高点”或“最低点”);
摆球在最高点附近运动速度较小,人
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