10.力学实验：用单摆测量重力加速度-2025版高中物理实验系统课讲义.pdf

*目录、节数可能随着视频更新微调，以实际视频为准~~

实验原理

偏角很小时，单摆做简谐运动，=

测出周期、摆长即可计算得到当地的重力加速度

实验器材

带铁夹的铁架台、中心有小孔的小钢球、

不易伸长的细线（约1m）、秒表、毫米刻度尺、游标卡尺

小钢球、细线：制作单摆

秒表：测周期

刻度尺、游标卡尺：测摆线长和小球直径，确定摆长

实验步骤

1.做单摆

取约1m长的细线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的

结，然后把细线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台

放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂

x

实验步骤

2.测摆长

刻度尺测出摆线长度’，精确到毫米

游标卡尺测出小球直径，算出半径，也精确到毫米

摆长=’+

实验步骤

3.测周期

•将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放摆球。

•摆球每次从同一方向通过平衡位置时进行计数，且在数“0”的

同时按下秒表，开始计时。

•记下单摆做30～50次全振动的总时间，算出平均每一次全振

动的时间，即为单摆的振动周期。

•反复测量三次，再算出测得周期的平均值。

秒表读数方法

小表盘读分钟数，大表盘读秒数，不估读

小表盘前半分钟对应大表盘0-30的数值

小表盘后半分钟对应大表盘30-60的数值

注意分度值

实验步骤

4.改变摆长，重复做几次实验

5.数据处理

数据处理

方法1：公式法

将测得的几组周期和摆长代入公式=中算出重力加速度

的值，再算出的平均值，即为当地重力加速度的值。

数据处理

方法2：图像法

由单摆的周期公式=可得=

因此以摆长为纵轴,以为横轴作出的−图像是一条过原点

的直线,如图所示,求出斜率,即可求出值。

=

注意事项

1.选材料时要选细、轻、不易伸长的线，小球要选密度较大的球

2.不能把绳子绕在铁架台上，要用铁夹固定

3.注意摆线偏离竖直方向的最大夹角不得超过5°

4.摆动时要保证小球在竖直平面内，不形成圆锥摆

5.计算单摆的摆动次数时，应从摆球通过平衡位置开始计，不能

从最高点开始。

公式法误差分析

=

、均会影响

图像法误差分析：不过原点（最常考）

分析方法：

写出真实摆长表达式，代入周期公式

情况1：取绳长当摆长

2

情况2：取绳长+小球直径当摆长

原因：摆长没有取绳长+半径

不影响斜率，对的计算无影响

图像法误差分析：斜率有偏差

分析方法：

取任意一个，跟标准图线比

2

原因：周期没测准

对的计算有影响

某同学用实验的方法探究影响单摆周