新教材 高中物理第二章机械振动5 实验：用单摆测量重力加速度课件新人教版选择性必修第一册.pptx

5.实验：用单摆测量重力加速度;实验必备·自主学习;;实验必备·自主学习;

一、实验思路

当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得g＝_____．

要根据上式测量重力加速度，需要测量单摆的________和________.

1．测量摆长需要________．

2．测量周期需要________．;二、实验装置

如图所示，在细线的一端打一个比小球上的孔径________些的结，将细线穿过球上的________，并把细线上端固定在铁架台上，就制成一个________．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，方便使用不同长度的摆线．;三、物理量的测量

1．摆长的测量

摆长是摆线长度和小球半径之和．

方法①：用刻度尺直接测量小球________与悬挂点之间的距离作为________的测量值，用如图所示的方法减小误差；

方法②：用游标卡尺测量小球的______，算出它的______，再测量悬挂点与小球上端之间的_______，以两者之和作为________的测量值．;2．周期的测量

用停表测量单摆的周期．

方法①：测量单摆做一次________的时间作为它的________的测量值．

方法②：测量单摆做多次________(例如几十次)的时间，然后通过计算求出它的________的测量值．

方法②可以减少停表的测量误差，是最优方法．;?;精析典例·提升能力;类型一实验原理与实验操作

探究总结

1.实验器材

铁架台及铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、秒表、细线(长1m左右)、刻度尺(最小刻度为1mm)、游标卡尺．

;?;(4)测周期：把此单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(这个角度最好不大于5°)，再释放小球．当摆球摆动稳定以后，经过最低位置时，用停表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期．

(5)变摆长：将单摆的摆长变短(或变长)，重复步骤3、4，将数据填入表格．

(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．;?;?;(2)实验室有如下器材可供选用：

A．长约1m的细线

B．长约1m的橡皮绳

C．直径约2cm的均匀铁球

D．直径约5cm的均匀木球

E．停表

F．时钟

G．最小刻度为毫米的米尺

实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺，他们还需要从上述器材中选择________(填写器材前面的字母)．;

【解析】单摆模型中，摆球密度要大，体积要小，空气阻力的影响才小，小球视为质点，故要选择直径约2cm的均匀铁球，长度1m左右的细线，不能用橡皮绳，否则摆长会变化，停表可以控制开始计时和结束计时的时刻，还需要ACE.;(3)他们将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上，将其上端固定，下端自由下垂(如图所示)．用刻度尺测量悬点到________之间的距离记为单摆的摆长l.

(4)在小球平稳摆动后，他们记录小球完成n次全振动的总时间t，则单摆的周期T＝________．

(5)如果实验得到的结果是g＝10.29m/s2，比当地

的重力加速度值大，分析可能是哪些不当的实际操

作造成这种结果，并写出其中一种：________．;?;?;(1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm.;?;?;类型二数据处理与误差分析

典例示范

例2在用单摆测“重力加速度”的实验中

(1)小博同学制作了如图所示的甲、乙、丙三个单摆，你认为他应选用________图所示的单摆来做实验．;(2)实验过程中小博同学分别用了如图(a)、(b)所示的两种不同方式悬挂小球，你认为________[选填“(a)”或“(b)”]悬挂方式较好．;(3)某同学用停表测得单摆完成40次全振动的时间如图所示，则单摆的周期为________s.;?;针对训练2物理实验小组的同学做“用单摆测重力加速度”的实验．

(1)实验室有如下器材可供选用：

A．长约1m的细线

B．长约1m的橡皮绳

C．直径约2cm的均匀铁球

D．直径约5cm的均匀木球

E．停表

F．时钟

G．最小刻度为1毫米的刻度尺

实验小组的同学需要从上述器材中选择________(填写器材前面的字母)．;

解析：需要选择：长约1m的细线，直径约2cm的均匀铁球，停表(测量30次全振动的时间)，最小刻度为1毫米的刻度尺(测量摆线长)．;(2)下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点O为计时起点，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin5°＝0.087，sin15°＝0.2