人教版高考物理一轮总复习精品课件 第9章 机械振动和机械波 实验14 用单摆测量重力加速度.ppt

3.(1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作,请判断是否恰当(均选填“是”或“否”)。①把摆球从平衡位置拉开约5°释放:____________。?②在摆球经过最低点时启动停表计时:____________。?③用停表记录摆球一次全振动的时间作为周期:____________。?是是否(2)该同学改进测量方法后,得到的部分测量数据见下表。用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图所示,该球的直径为_____________________mm。根据表中数据可以初步判断单摆周期随___________的增大而增大。?20.685(20.683~20.687)摆长解析:(1)①单摆在最大摆角不超过5°时可看作是简谐运动。②摆球经过最低点时速度最大,滞留的时间最短,计时误差最小。③为减小测量周期时的误差,应测单摆完成30~50次全振动所用的时间来求出周期。(2)螺旋测微器上的固定刻度读数为20.5mm,可动部分的读数约为18.5×0.01mm,则测量结果为20.5mm+18.5×0.01mm=20.685mm。分析表中数据可以看出,摆长不变时周期不变,摆长变化时周期才发生变化。4.有两组同学利用假期分别去参观北京大学和南京大学的物理实验室,各自利用DIS系统(数字信息化系统)较准确地探究了单摆的周期T与摆长l的关系。(1)以下对实验的几点建议中,有利于提高测量结果精确度的是_______。A.实验中适当加长摆线B.单摆偏离平衡位置的角度大一些C.当单摆经过最大位移处开始计时D.测量多组周期T和摆长l,作T2-l关系图像来处理数据AD(2)他们交换了实验数据,并用计算机绘制了T2-l图像,如图所示,去北京大学的同学所测实验结果对应的图线是____________(选填“A”或“B”)。?B(3)在南京大学做探究的同学还利用计算机绘制了当地两种单摆的振动图像(如图),由图可知,两单摆摆长之比=____________。?解析:(1)实验中适当加长摆线,增大单摆的振动周期,有利于减小周期的测量误差,A正确。单摆的振动周期与振幅无关,增大单摆偏离平衡位置的角度,不能提高测量结果精确度,B错误。当单摆经过最大位移处开始计时,摆球速度较慢,周期测量误差较大,应从单摆经过平衡位置时开始计时,C错误。测量多组周期T和摆长l,作T2-l关系图像来处理数据,可减小误差,提高精确度,D正确。本课结束用单摆测量重力加速度实验14内容索引必备知识落实实验能力形成巩固提升检测必备知识落实一、实验目的1.会用单摆测定重力加速度。2.会使用停表。二、实验原理三、实验器材带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球、不易伸长的细线(约1m)、停表、刻度尺和游标卡尺。四、实验步骤1.让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆。2.把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,让摆球自由下垂,在单摆平衡位置处做上标记,如图所示。3.用刻度尺测摆线长,用游标卡尺测小球直径d或直接用刻度尺测量单摆的摆长(悬点到球心间的距离)。4.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过5°),然后放开小球让它摆动,用停表测出单摆完成30~50次全振动的时间,计算出平均完成一次全振动的时间,这个时间就是单摆的振动周期。5.改变摆长,重做几次实验。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,就是该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,分析产生误差的可能原因。五、数据处理六、注意事项1.实验所用的单摆应符合理论要求,即线要细、轻、不易伸长,摆球要体积小、质量大(密度大)。2.单摆悬线上端要固定,即用铁夹夹紧,以免摆球摆动时摆线长度不稳定。3.测量单摆周期时,应从摆球经过平衡位置(即最低点)时开始计时,以后摆球从同一方向通过平衡位置时进行计数,且在数“零”的同时按下停表,开始计时、计数。4.摆动时,要使之保持在同一个平面内运动,且偏角小于5°,不要形成圆锥摆。七、误差分析1.系统误差的主要来源:悬点不固定,球、线不符合要求,振动是圆锥摆而不是在同一竖直平面内的振动等。2.偶然误差主要来自时间的测量,因此,要从摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计全振动次数。实验能力形成能力形成点1实验原理与误差【例1】根据单摆周期公式,可以通过实验测量出当地的重力加速度。如图所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆。(1)用游标卡尺测量小钢球直径,示数