实验 单摆测定重力加速度.ppt

基 础 回 放 随 堂 训 练 课 堂 探 究 题组扣点·深度思考 物理 人教版 实验十三　用单摆测定重力加速度 第十二章　 机械振动与机械波 光 电磁波与相对论 基本实验要求 1． 实验原理 基础回放·要点整合 2． 实验器材 基础回放·要点整合 3． 实验步骤 基础回放·要点整合 规律方法总结 1． 注意事项 基础回放·要点整合 2． 数据处理 基础回放·要点整合 3． 误差分析 考点一　对实验操作及误差分析的考查 课堂探究·考点突破 AC 12.0 0.993 0 课堂探究·考点突破 A 课堂探究·考点突破 考点二　对实验数据处理的考查 1.05 9.86 图4 课堂探究·考点突破 2t0 变大 变大 2 3 4 5 6 7 1 随堂训练·能力达标 2 3 4 5 6 7 1 随堂训练·能力达标 2 3 4 5 6 7 1 随堂训练·能力达标 3 4 5 6 7 1 2 随堂训练·能力达标 3 4 5 6 7 1 2 随堂训练·能力达标 2 4 5 6 7 1 3 随堂训练·能力达标 2 4 5 6 7 1 3 随堂训练·能力达标 2 3 5 6 7 1 4 随堂训练·能力达标 2 3 5 6 7 1 4 随堂训练·能力达标 2 3 4 6 7 1 5 随堂训练·能力达标 2 3 4 6 7 1 5 随堂训练·能力达标 2 3 4 5 7 1 6 随堂训练·能力达标 2 3 4 5 7 1 6 随堂训练·能力达标 2 3 4 5 6 1 7 随堂训练·能力达标 2 3 4 5 6 1 7 随堂训练·能力达标 基 础 回 放 随 堂 训 练 课 堂 探 究 题组扣点·深度思考 当偏角很小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T＝2π ，它与偏角的大小及摆球的质量无关，由此得到g＝.因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地重力加速度g的值． 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1米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺． (1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆． (2)把细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，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处作上标记，如实验原理图．(3)用尺量出摆线长度l′，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出金属小球半径r，计算出摆长l＝l′＋r. (4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t，计算出金属小球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即T＝(N为全振动的次数)，反复测3次，再算出周期＝. (5)根据单摆振动周期公式T＝2π 计算当地重力加速度g＝. (6)改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，该平均值即为当地的重力加速度值． (7)将测得的重力加速度值与当地重力加速度值相比较，分析产生误差的可能原因． (1)构成单摆的条件：细线的质量要小、弹性要小，选用体积小、密度大的小球，摆角不超过5°. (2)要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放． (3)测周期的方法：①要从摆球过平衡位置时开始计时．因为此处速度大、计时误差小，而最高点速度小、计时误差大． ②要测多次全振动的时间来计算周期．如在摆球过平衡位置时开始计时，且在数“零”的同时按下秒表，以后每当摆球从同一方向通过最低位置时计数1次． (4)本实验可以采用图象法来处理数据．即用轴表示摆长l，用轴表示T2，将实验所得数据在坐标平面上标出，应该得到一条倾斜直线，直线的斜率k＝.这是在众多的实验中经常采用的科学处理数据的重要办法． 处理数据有两种方法：(1)公式法：测出30次或50次全振动的时间t，利用T＝求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值，然后代入公式g＝求重力加速度． (2)图象法：由单摆周期公式不难推出：l＝T2，因此，分别测出 一系列摆长l对应的周期T，作l－T2的图象，图象应是一条通过原点的直线，求出图线的斜率k＝，即可利用g＝4π2k＝求得重力加速度值，如图1所示．图1 (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上，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.【例1　(2012·天津理综·9(2))某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素． ①他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧