（人教版教科版通用）高二物理 学生实验：用单摆测定重力加速度.pptVIP

学生实验：用单摆测定重力加速度

高二年级物理

实验学习思考的几个问题1.要做什么？-----即实验的目的2.依据什么？---即实验的原理3.怎样做？---实验实施过程需要那些器材？----器材的选取器材的安装、调试、使用及其注意事项实验操作步骤---操作先后顺序及其注意事项

4.记（看）什么？-----实验过程中，需要观察或记录哪些实验现象或数据。5.如何分析？---对实验现象、获得的实验数据，如何进行分析？6.结果如何？---基于实验得到的结果是什么？7.实验反思----对整个实验过程的总结与反思。如：该实验的误差主要来源于哪些因素？实验器材的选取或改进？是否可以用其它的方法？实验结果具有普遍性规律吗？实验学习思考的几个问题

用单摆测重力加速度学习目标①能够正确安装符合实验要求的单摆②能熟练使用秒表并能正确读取数据③会选取合理的方法处理实验数据④能够通过实验较准确地测量重力加速度值

回顾单摆的主要应用１．利用它的等时性做计时工具２．利用单摆周期公式测定重力加速度惠更斯在1656年首先利用摆的等时性发明了带摆的计时器（1657年获得专利权）

用单摆测定重力加速度需要解决的几个问题

【问题1】用单摆测定重力加速度的原理是什么？【问题2】如何选择合适的器材？【问题3】怎样测量单摆摆长？怎样测量周期？【问题4】如何分析处理实验测量的数据？【问题5】实验结果怎样？【问题6】实验中误差的来源可能有哪些？

实验原理单摆在偏角很小时，振动周期跟偏角的大小和摆球的质量无关，单摆的周期公式是：由此得：因此，测出单摆的摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g值。

实验器材的选择长约1m的细线一根；金属小球一个(开有通过球心的小孔)（摆线要尽量选择细些的、伸缩性小些的，并且要尽可能长一些。摆球要尽量选择质量大些的、体积小些的）；带铁夹的铁架台一个；毫米刻度尺一把；秒表一块；游标卡尺一个。

【例】某同学用单摆测定重力加速度的实验中组装单摆时，在下列器材中应选用：A．长度为1m左右的细线B．长度为30cm左右的细线C．直径为1.8cm的塑料球D．直径为1.8cm的铁球AD

实验器材的安装（1）将线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆。（2）将线的上端用铁夹固定在铁架台上，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。

观察思考：细线上端的两种悬挂方式，你觉得那种方式较好？为什么？乙较好甲乙

（3）摆长的测量：用米尺测量出摆球自然悬垂时的悬线长l′(悬挂点到小球上端的距离)，用游标卡尺测出摆球的直径d，然后计算出悬点到球心的距离l=l′+d/2，作为摆长的测量值。实验操作与测量

尺身内测量爪外测量爪游标尺紧固螺钉主尺深度尺

15.0mm11.4mm

单摆周期的测量：用秒表计时，测量单摆的周期T。秒表使用：按下秒表计时按钮，秒表开始计时；再按一下按钮，秒表计时停止。实验操作与测量

请思考：测量周期时，摆球到达哪个位置作为计时开始与停止的时刻比较好？可以测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测量值；也可以测量单摆做多次全振动（例如几十次）的时间，然后通过计算，求出它的周期的测量值。你认为哪种测量方法比较好？为什么？实验操作与测量如乙图位置甲小球到达最高点时乙小球到达最低点时

（4）把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度，然后无初速释放，使摆球只在一个竖直平面内摆动；用秒表测出单摆完成30～50次全振动所用的时间，计算出平均完成一次全振动的时间，作为该单摆周期的测量值。实验操作与测量

秒表的使用与周期的测量

【例】在测量单摆周期时，某同学用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，秒表所示读数为s；该单摆的周期为______s。t=90s+9.8s=99.8s

（5）改变摆长，重做几次实验。（6）根据单摆的周期公式：，计算出每次实验得到的重力加速度值，求出几次实验得到的重力加速度的平均值：，即可看做本地重力加速度的测量值。实验测量数据的处理

或由图像法处理：以l为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-l图像，利用图像斜率，算出重力加速度值g。（由，可得，所以T2-l图像为直线；由直线斜率得：）

实验结果分析（