第四课时 实验8：用单摆测定重力加速度.ppt

1．学会用单摆测定当地的重力加速度． 2．加深对单摆振动周期公式的理解． 3．学会使用秒表． (1)认识秒表：秒表有各种规格，它们的构造和使用方法略有不同． 一般的秒表有两根针，长针是秒针，每转一圈是30 s，短针是分针． (2)使用方法：首先要上好发条，它上端的按钮是用来开启和止动秒表的，第一次按压，秒表开始记时；第二次按压，指针停止计时，指示出两次按压之间的时间；第三次按压，两指针返回零刻度处． (3)读数：所测时间超过半分钟时，半分钟的整数倍部分由分针读出，不足半分钟的部分由秒针读出，总时间为两针示数之和． 长约1 m的细丝线一根，通过球心开有小孔的金属球一个，带有铁夹的铁架台，毫米刻度尺、秒表、游标卡尺． 1．让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个结，做成单摆．如图所示． 2．把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，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示． 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直径D，也精确到毫米；则单摆的摆长l′＝l＋ 4．测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)，然后释放小球，记下单摆摆动30～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，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． 3．构成单摆的条件：细线的质量要小，弹性要小；要选用体积小、密度大的小球，摆角不能超过10°. 4．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静止释放． 在“用单摆测定重力加速度”的实验中． (1)如下图所示是某同学用游标卡尺测量摆球直径的结果，该球的直径是________ cm. (2)下图中秒表示数为一单摆振动50次所需时间，则单摆振动周期为________． (3)关于摆长和周期的测量，下列说法正确的是________． A．摆长等于摆线长度加上摆球直径 B．测量摆线长度时可将摆线拉直放在水平桌面上用刻度尺测量 C．测量时间应从摆球经过平衡位置时开始计时 D．测量时间应从摆球经过最高点开始计时 E．测量单摆运动的周期必须是单摆的摆角小于5° 【解析】　(1)主尺上读得10 mm，游标上第15条刻度线与主尺上的刻度线对齐，游标读数为15×0.05 mm＝0.75 mm，游标卡尺读数为10 mm＋0.75 mm＝10.75 mm＝1.075 cm. (2)由秒表中小刻度盘分针指向1.5 min多，大刻度盘秒针指向12.5 s，秒表读数为t＝1分30秒＋12.5秒＝102.5秒，单摆振动周期为t/n＝102.5秒÷50＝2.05 s. (3)由于摆球不能视为质点，所以单摆的摆长等于摆线长度加上摆球半径，A错误；由于摆线具有一定的伸缩性，所以应将该单摆悬挂在铁架台上使摆球拉伸摆线后用刻度尺测量摆长，B错误；由于单摆做简谐运动，经过平衡位置时速度最大，为减小测量时间的误差，应该从摆球经过平衡位置时开始计时，C正确D错误；单摆摆动时只要摆角小于10°就可认为单摆做简谐运动，E错误． 在“用单摆测重力加速度”的实验中 (1)某同学的操作步骤为： a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上 b．用米尺量得细线长度l c．在摆线偏离竖直方向5°位置释放小球 d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T＝t/n 1．某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.50 cm，摆球直径为2.00 cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间如下图所示，则： (1)该摆摆长为________cm，秒表的示数为________． (2)如果他测得的g值偏小，可能的原因是 (　　) A．测摆线长时摆线拉得过紧 B．摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了 C．开始计时时，秒表过迟按下 D．实验中误将49次全振动数为50次 【解析】　(1)由摆长公式l＝l′＋d/2，知l＝98.50 cm，由秒表的读数方法，可求得单摆振动50次所用的时间t＝短针读数(t1)＋长针读数(t2)＝3×30 s＋9.8 s＝99.8 s，同时可求得周期T. (2)通过g＝ ，可知g偏小的可能原因有二：一是摆长l的测量值偏小，即测量值小于实际值，可知A错，B正确；二是周期T的测量值偏大，如开始计时时，过早按下秒表；停止计时时，过迟按下秒表；误把n＋1次全振动数为n次等等．由此可知C、D选项皆错，故正确答案为B. 【答案】　(1)98.50 cm 　99.8 s　(2)B 2．(2010年台州模拟)在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中，关于摆长和周期的测量，下列说法正确的是 (　　) A．摆长等于摆线长度加上球的直径 B．