用单摆测量重力加速度 课件 -2024-2025学年高二上学期物理粤教版（2019）选择性必修第一册.pptxVIP

第二章机械振动第4节用单摆测量重力加速度

想一想：哪些方法可以测量重力加速度？???

1.知道用单摆测定重力加速度的原理2.学会用单摆测量当地的重力加速度3.学会处理实验数据和误差分析

用单摆测量当地的重力加速度1.实验目的2.实验原理单摆的简谐运动周期要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？?一、实验原理与实验操作单摆在偏角很小(小于5°)时，可看成简谐运动

需要选择哪些实验器材？①质量不计摆线：秒表、刻度尺、游标卡尺、铁架台摆线细且弹性小摆球密度、质量大的小球单摆摆线是长些好还是短些好？为什么？减小摆长的测量误差摆角更容易满足小于5°的要求单摆的振动缓慢，方便计数和计时长些好3.实验器材摆球：③不可伸缩质点（体积小、质量大）②长度远大于小球直径

组装单摆时，细绳上端应选择哪种悬挂方式？为什么？PK避免摆长发生变化，减小测量误差

4.实验步骤?（1）测摆长思考：摆长如何测量？摆长=绳长＋小球半径

把单摆从平衡位置拉开一个角度（θ＜5o）由静止释放(保证其在竖直平面内摆动)，用秒表测量单摆完成30次全振动(通过平衡位置标记60次)所用的时间t，计算得单摆周期T。改变摆长多次重复实验。①为什么要保证摆球在竖直平面内摆动？圆锥摆振动周期与单摆振动周期不同（2）测周期圆锥摆思考：

②为什么要测出单摆完成30~50次全振动的时间再算出周期？减小单次测量因人的反应时间而引起的误差避免因测量次数太多而引起的偶然误差③记录振动次数时，为什么要以摆线通过平衡位置处的标记为准？人脑更能准确地判断小球是否处于平衡位置，提高测量准确性在平衡位置，摆球速度最大，对于相同位移误差的时间测量误差更小

二、数据处理实验次数摆长l(m)周期T(s)加速度g(m/s2)g的平均值123?1.平均值法

?2.图像法

三、误差分析主要来自于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，摆球和摆长是否符合要求，最大摆角是否不超过5°，是否在同一竖直平面内摆动等。（2）测长度和摆球直径时，读数也容易产生误差。秒表读数读到秒的十分位即可。1.系统误差2.偶然误差（1）主要来自于时间测量，测量时间时要求从摆球通过平衡位置开始计时，在记次数时不能漏记或多记。同时应多次测量，再对多次测量结果求平均值。

1．在“用单摆测量重力加速度的大小”实验中，下列说法正确的是（）A．测量摆长时需将细线拉紧B．应从摆球运动到最高点开始计时C．若将n次摆动的时间误记为n+1次摆动的时间，重力加速度的测量值将偏大D．若单摆的悬点未固定紧，振动中出现松动，摆长变大，重力加速度的测量值将偏大C

2.某同学在实验室做“用单摆测量重力加速度”的实验：（1）下列操作中正确的是________；A．悬挂单摆时，为了调节摆长方便，将摆线缠绕在铁架台的横杆上B．测量周期时，选取最高点为计时起点C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球使摆角较大D．测量周期时，先测几十次全振动的总时间，然后通过计算求出周期D

（2）测量出多组周期T、摆长L的数值后，画出T2-L图线如图所示。此图线斜率的物理意义是______；A．gB．C．D．（3）在（2）中，描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，由图线斜率得到的重力加速度与原来相比，其大小______。A．偏大B．偏小C．不变D．都有可能CC

3．在做“用单摆测定重力加速度”的实验时。（1）用游标卡尺测小球的直径时示数如图所示，则小球的直径D=_______mm。（2）用毫米刻度尺测出摆线长L；当单摆稳定后，用秒表测量单摆n次全振动的时间t，则单摆的周期T=_______。（用题中涉及的物理量符号表示）（3）当地的重力加速度大小可表示为g=。（用L、D、n和t表示）19.90??

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