人教版高中物理选择性必修第一册精品课件 第2章 机械振动 5.实验用单摆测量重力加速度.ppt

(3)进行以下必要的实验操作,请将横线部分内容补充完整。①测量单摆的摆长,即测量从摆线的悬点到的距离;?②把此单摆从平衡位置拉开一个小角度后释放,使摆球在竖直面内摆动,测量单摆全振动30次(或50次)的时间,求出一次全振动的时间,即单摆振动的周期;③适当改变摆长,测量几次,并记录相应的摆长和周期;④根据测量数据画出图像,并根据单摆的周期公式,由图像计算重力加速度。摆球球心(4)该同学分别在北京和厦门两地做了此实验,比较准确地探究了单摆的周期T与摆长l的关系,然后将这两组实验数据绘制成T2-l图像,如图所示,在北京测得的实验结果对应的图线是(选填“A”或“B”)。?B解析(1)由单摆周期公式,测出单摆的摆长l与周期T,可以求出当地的重力加速度,但是重力加速度与单摆的摆长和周期无关,C正确,A、B错误。(2)为减小实验误差,应选择适当长些的细绳作摆线,摆线应选择B;为减小空气阻力对实验的影响,应选择质量大而体积小的球作摆球,因此摆球应选择C;实验需要测量摆长,需要用到刻度尺;实验需要测量单摆的周期,测周期需要停表,应把单摆固定在铁架台上。因此,应当选用的实验器材是BCEF。(3)摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长,测量单摆的摆长,应测量从摆线的悬点到摆球球心的距离。(4)根据,图像的斜率越小,重力加速度越大,由于北京的重力加速度大于厦门的重力加速度,因此在北京所做实验作出的T2-l图像的斜率小于在厦门所做实验作出的T2-l图像的斜率,因此在北京测得的实验结果对应的图线是B。探究点二数据处理与误差分析典例剖析【例题2】(2024山东泰安高二期末)在“用单摆测量重力加速度”的实验中,由单摆做简谐运动的周期公式得到,只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T,作出T2-l图像,就可以求出当地的重力加速度。理论上T2-l图像是一条过坐标原点的直线,某同学根据实验数据作出的图像如图所示:(1)造成图像不过坐标原点的原因可能是。?(2)由图像求出的重力加速度g=m/s2(取π2=9.87)。?(3)如果测得的g值偏小,可能的原因是。?A.测摆长时摆线拉得过紧B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了C.开始计时时,停表过迟按下D.实验时误将49次全振动记为50次测量摆长时漏掉了摆球的半径9.87B解析(1)T2-l图像不通过坐标原点,将图像向右平移1cm会通过坐标原点,可知相同的周期下摆长偏小1cm,故造成图像不过坐标原点的原因可能是测量摆长时漏掉了摆球的半径。(3)测摆长时摆线拉得过紧,则测量的摆长偏大,测得的重力加速度偏大,A不符合题意;摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了,测量的摆长偏小,则测得的重力加速度偏小,B符合题意;开始计时时,停表过迟按下,测量的周期偏小,则测得的重力加速度偏大,C不符合题意;实验时误将49次全振动记为50次,测量的周期偏小,则测得的重力加速度偏大,D不符合题意。对点演练2.(2024浙江宁波高二期末)(1)在做“用单摆测量重力加速度”的实验时,用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g=。若已知摆球直径为2.00cm,让刻度尺的零刻度线对准摆线的悬点,摆线竖直下垂,如图甲所示,则单摆摆长是m。若测定了40次全振动的时间为75.2s,计算可得单摆周期是s。?甲0.87501.88(2)为了提高测量精度,需多次改变l值,并测得相应的T值。现将测得的六组数据标示在以l为横坐标,以T2为纵坐标的坐标系上(如图乙所示),即图中用“·”表示的点。①单摆做简谐运动应满足的条件是。?②根据图中给出的数据点作出T2和l的关系图线,根据图线可求出g=m/s2。(结果保留两位有效数字)?乙摆线偏离平衡位置的夹角小于5°图见解析9.9(2)单摆做简谐运动应满足的条件是摆线偏离平衡位置的夹角小于5°。T2和l的关系图线如图所示,直线斜率可得g≈9.9m/s2。探究点三实验的改进创新典例剖析【例题3】(2024安徽黄山高二期末)在“用单摆测量重力加速度”实验中,使用下