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

2.某同学利用单摆测量重力加速度。(1)(多选)为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是()A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻质且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大(2)如图所示,在铁架台的铁夹上固定有摆长约1m的单摆。实验时,由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离Δl。用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=。?解析:(1)在利用单摆测量重力加速度的实验中,为了使测量误差尽量小,须选用密度大、直径小的摆球和不易伸长的细线,摆球须在同一竖直面内摆动,摆长一定时,振幅要小些,以使其满足简谐运动的条件,故选项B、C正确。3.下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据。摆长l/m0.40.50.60.81.01.2周期二次方T2/s21.62.02.43.24.04.8(1)利用上述数据,在图中作出l-T2图像。(2)当T2=5.2s2时,l=m,重力加速度g=m/s2。答案:(1)见解析图(2)1.39.87解析:(1)描点作图,如图所示。4.在利用单摆测定重力加速度的实验中,某同学测出了多组摆长和运动周期,根据实验数据,作出T2-l关系图像如图所示。(1)图像不过坐标原点,原因可能是。(2)虽然实验中出现了疏漏,但根据图像仍可算出重力加速度,其值为m/s2(取π2=9.9,结果保留三位有效数字)。?答案:(1)测摆长时,仅测了摆线长度,漏测了小球半径(2)9.90解析:(1)图像不通过坐标原点,将图像向右平移1cm就会通过坐标原点,故相同的周期下,摆长偏小1cm,故可能是漏加小球半径。*不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海！5实验:用单摆测量重力加速度实验热点?探究突破随堂训练实验探究?方案梳理实验探究?方案梳理实验目的利用单摆测定当地的重力加速度,巩固和加深对单摆周期公式的理解。实验原理实验器材带横杆的铁架台、铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、停表、细线、刻度尺、游标卡尺。实验步骤1.在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结,将细线穿过球上的小孔,并把细线上端固定在横杆上,并用铁夹夹住,制成一个单摆。2.将横杆固定在铁架台的上端,铁架台放在实验桌边,使横杆伸到桌面以外。3.用刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离l,用游标卡尺测量摆球的直径d,然后计算出悬点到球心的距离l=l+,即摆长。4.把此单摆从平衡位置拉开一个较小的角度,再释放小球。当摆球摆动稳定以后,在最低点位置时,用停表开始计时,测量单摆全振动30次(或50次)的时间,然后求出一次全振动的时间,即单摆的振动周期。5.改变摆长,重做几次。6.根据单摆的周期公式,计算出每次实验的重力加速度;求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即本地区的重力加速度的值。7.将测得的重力加速度数值与当地重力加速度数值加以比较,如有误差,分析产生误差的原因。数据处理注意事项1.摆线要选1m左右,不要过长或过短,太长测量不方便,太短摆动太快,不易计数。2.摆长要悬挂好摆球后再测,不要先测摆长再系小球,因为悬挂摆球后细绳会发生形变。3.计算摆长时要将摆线长加上摆球半径,不要把摆线长当作摆长。4.摆球要选体积小、密度大的,不要选体积大、密度小的,这样可以减小空气阻力的影响。5.摆角要小于5°,不要过大,因为摆角过大,单摆的振动不再是简谐运动,公式就不再适用。6.单摆要在竖直平面内摆动,不要使之成为圆锥摆。7.要从平衡位置计时,不要从摆球到达最高点时开始计时。8.要准确记好摆动次数,不要多记或少记。误差分析1.本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求,即悬点是否固定,球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的振动以及测量哪段长度作为摆长等等。2.本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量。要从摆球通过平衡位置开始计时,不能多记或漏记振动次数。为了减小偶然误差,进行多次测量后取平均值。实验热点?探究突破热点1实验原理与操作典例剖析【例1】某实验小组在做利用单摆测量当地重力加速度的实验。(1)用游标卡尺测定摆球的直径