实验探究单摆运动用单摆测定重力加速度.ppt

考情案例导析 实验 探究单 摆运动 用单摆 测定重 力加速 度 实验理论指导 知能演练提升 返回 返回 (1)了解单摆运动的特点。 (2)用单摆测定当地的重力加速度。 返回 返回 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。 返回 (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，如图实1所示。图实1 返回 返回 (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3050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。 返回 返回 (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 悬挂摆球后细绳难免有伸长形变。 (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。 返回 返回 (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。 返回 (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。 返回 返回 例1 (2011福建高考)某实验小组在利用 单摆测定当地重力加速度的实验中： (1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果 如图实3所示，则该摆球的直径为_ 图实3 _ cm。 返回 返回 返回 答案 (1)0.97 (2)C 返回 返回 图实 4 返回 (2)如果测得的g值偏小，可能的原因是_(填写代号)。 A测摆长时，忘记了摆球的半径 B摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长 度增加了 C开始计时时，秒表过早按下 D实验中误将39次全振动次数记为40次 返回 (3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动 周期，记录表格如下： 以l为横坐标，T2为纵坐标，作出T2l图线，并利用此图线 求重力加速度。 l/m0.40.50.80.91.01.2 T/s1.261.421.791.902.002.20 T2/s21.592.023.203.614.004.84 返回 返回 返回 答案 (1)87.50 cm 75.2 1.88 (2)ABC (3)图像见解析 g9.86 m/s2 返回 例3 在“探究单摆周期与摆长的关系” 实验中，若摆球在垂直纸面的平面内摆 动，为了将人工记录振动次数改为自动 记录振动次数，在摆球运动最低点的左 、右两侧分别放置一激光光源与光敏电 图实5 阻，如图实5所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该 返回 仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图实6所 示，则该单摆的振动周期为_。若保持悬点到小 球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小 球进行实验，则该单摆的周期将_(填“变大”、“不 变