2026届高考物理一轮复习课件：第八章　第2讲　实验9：用单摆测量重力加速度的大小.pptx

;;;实验基本技能;?;2.实验器材。

铁架台、单摆、停表、、游标卡尺、小球、细线等。

3.实验步骤。

(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，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，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示。;(3)用毫米刻度尺量出摆线长度l，用游标卡尺测出金属小球的直径d,

计算出摆长l=。

(4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(小于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，计算出单摆的振动周期T。

(5)根据单摆周期公式，计算当地的重力加速度。

(6)改变摆长，重做几次实验。;?;5.误差分析。

(1)偶然误差：①N次全振动时间t的测量，如开始计时启动计时仪器偏早或偏晚等。②长度的测量，测量摆长或摆球直径时读数误差。

(2)系统误差：制作单摆模型是否符合要求，如悬点是否固定、摆球与细线是否符合要求、是单摆运动还是圆锥摆运动等。;6.注意事项。

(1)摆线要选1m左右，不要过长或过短。

(2)测量悬线长度时，要待悬挂好球后再测，计算摆长时要将悬线长加上摆球半径。

(3)单摆要在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。

(4)要从平衡位置开始计时，并数准全振动的次数。;【典例1】(2023·新课标卷)一学生小组

做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。

(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直

径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图甲所示，该示数为mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图乙所示，该示数为mm，则摆球的直径为mm。?;(2)单摆实验的装置示意图如图丙所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角(填“大于”或“小于”)5°。?;(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为s，该小组测得的重力加速度大小为m/s2。(均保留3位有效数字，π2取9.870)?;(1)题图甲中，螺旋测微器固定刻度读数为0.0mm，可动刻度部分读数为0.6×0.01mm=0.006mm，所以读数为0.006mm；题图乙中,螺旋测微器固定刻度读数为20.0mm，可动刻度部分读数为3.5×0.01mm=0.035mm，所以读数为20.035mm；摆球的直径d=20.035mm-0.006mm=20.029mm。

(2)角度盘固定在O点时，摆线在角度盘上所指角度为摆角大小，若将角度盘固定在O点上方，由几何知识可知，摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°。;?;实验的迁移、拓展和创新;【典例2】(2024·广西卷)单摆可作为研究

简谐运动的理想模型。;(3)若将一个周期为T的单摆，从平衡位置拉开5°的角度释放，忽略空气阻力，摆球的振动可看作简谐运动。当地重力加速度为g，以释放时刻作为计时起点，则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为

。?;?;;;(2)将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点O，将积木的右端按下后释放，如图丙所示。当积木左端某次与O点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止计时，这一过程中积木摆动了个周期。?;(3)换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如表所示。;?;?;;