2.5 实验：用单摆测量重力加速度（学生版） 2024-2025学年高二物理同步学与练（ 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

01学习目标

物理素养学习目标

1.实验目标：1.会依据单摆的周期公式确定实验思路。

①明确用单摆测定重力加速度的原理和方法。2.能设计实验方案，会正确安装实验装置并进行实验操作。

②知道如何选择实验器材，能熟练地使用秒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

表。单摆的振动周期。

③学会用单摆测当地的重力加速度，掌握减小4.能正确处理数据，测出当地的重力加速度。

实验误差的方法。5.能从多个角度进行实验误差分析。

重点关注：①单摆及周期公式②摆长、重力加速度、周期③公式法、图像法

02思维导图

03知识梳理

（一）课前研读课本，梳理基础知识

一、实验思路

l4p2l

1．实验原理：在摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式T=2p，可推导得g=2。据此，

gT

通过实验测出摆长l和周期T，可计算得到当地的重力加速度值。

2．物理量的测量

①摆长l：摆长等于摆线长度和小球半径之和。可用刻度尺直接测量小球球心与悬点之间的距离作为

摆长的测量值，也可用游标卡尺测量小球的直径，算出它的半径，再测量悬点与小球上端之间的距离，以

两者之和作为摆长的测量值。

②周期T：用停表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。

二、实验装置

实验装置如图所示

实验器材：铁架台及铁夹，金属小球(有孔)、停表、细线(1m左右)、刻度尺、游标卡尺。

三、进行实验

1．让细线穿过小球上的小孔，在细线的穿出端打一个比孔径稍大一些的线结，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。

d

3．用刻度尺量出悬线长l′(准确到mm)，用游标卡尺测出摆球的直径d，则摆长为¢。

l=l+

2

4．把单摆拉开一个角度，角度小于5°，释放摆球。摆球经过最低位置(平衡位置)时，用停表开始计时，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、数据分析

4p2l

1．公式法：每改变一次摆长，将相应的l和T代入公式g=2中求出g的值，最后求出g的平均值。设

T

计如表所示实验表格

实验次数摆长l/m周期T/s重力加速度g/(m·s－2)重力加速度g的平均值/(m·s－2)

1

g1+