2016版《红对勾讲与练》高三物理人教版总复习配套讲义：第十二章机械振动与机械波实验用单摆测定重力加速度.pptVIP

第十二章　 第十二章　机械振动与机械波 系列丛书 进入导航 第十二章·实验十三 系列丛书 进入导航 第十二章　机械振动与机械波 系列丛书 进入导航 机械振动与机械波 实验十三　用单摆测定重力加速度 课堂效果检测 课前知识梳理 课堂考点演练 * * 第十二章　机械振动与机械波 系列丛书 进入导航 第十二章·实验十三 系列丛书 进入导航 第十二章　机械振动与机械波 系列丛书 进入导航 课前知识梳理01 自主回顾·打基础 一、实验目的 (1)了解单摆运动的特点． (2)用单摆测定当地的重力加速度． 二、实验原理 当单摆偏角很小时(θ10°)，单摆的运动为简谐运动，根据单摆周期T＝2π，得g＝，因此，只需测出摆长l和周期T，便可确定g. 三、实验器材 中心有小孔的金属小球、长约1米的细线、铁架台(带铁夹)、刻度尺、秒表、游标卡尺． 四、实验步骤 (1)做单摆：让细线的一端穿过小球的小孔，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂．且在单摆平衡位置处作标记，如右图所示． (2)观察单摆运动的等时性． (3)测摆长：用米尺量出摆线长l′，精确到毫米，用游标卡尺测出小球的直径d，也精确到毫米，则单摆长 l＝l′＋. (4)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单摆做30～50次全振动的总时间，算出平均每次全振动的时间，即为单摆的振动周期．反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值． (5)改变摆长，重做几次实验． 五、数据处理 (1)公式法：利用多次测得的单摆周期及对应摆长，借助公式g＝求出加速度g，然后算出g的平均值． (2)图象法：由公式g＝，分别测出一系列摆长l对应的周期T，作出l－T2的图象，如右图所示，图象应是一条通过原点的直线，求出图线的斜率k，即可求得g值． g＝4π2k，k＝＝. 六、注意事项 (1)摆线要选1 m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)摆长要待悬挂好球后再测，不要先测再系小球，因为悬挂摆球后细线难免有伸长形变． (3)计算摆长时要将悬线长加上摆球半径，不要漏掉加摆球半径． (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)摆角要小于等于5°(具体实验时可以小于等于10°)，因为摆角过大，单摆的振动不再是简谐运动，公式T＝2π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，不要在摆球达到最高点时开始计时，因单摆经过平衡位置时速率最大，又有标志易于观察，计时准确．而单摆在最高点速率为零，在其附近速率甚小，滞留时间不易确定，引起的时间误差较大． (8)要准确记好摆动次数，不要多记或少记次数． 七、误差分析 (1)本实验的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，振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的振动等． (2)本实验的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，不能多计或漏计振动次数． 课堂考点演练02 课堂互动·提能力 【例1】　根据单摆周期公式T＝2π，可以通过实验测量当地的重力加速度．如图甲所示，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． 实验原理与操作 (1)用游标卡尺测量小钢球直径，示数如图乙所示，读数为________mm. (2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有______． a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b．摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度 d．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T e．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间Δt，则单摆周期T＝ 【解析】　(1)游标卡尺读数：18 mm＋6×0.1 mm＝18.6 mm； (2)摆线细一些有助于减小空气阻力，伸缩性小一些保证摆长不变，尽可能长一些使周期较大，容易测量，故a正确．摆球质量大一些，体积小一些能减小空气阻力对实验的影响，故b正确．根据T＝2π可知，周期T与摆幅无关，且摆角太大时，小球运动不能看做是简谐运动，不符合实验要求， 故c错误．测量周期时应以小球经过最低位置时开始计时，而且应记录n次全振动的时间，用T＝去计算，故d错误，e正确． 【答案】　(1)18.6　(2)abe 某同学用实验的方法探究影响单