【高考调研】2015高考物理总复习 6实验 用单摆测定重力加速度课件 新人教版选修3-4

1、高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第1页页第第6单元单元 实验用单摆测定重力实验用单摆测定重力加速度加速度 高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第2页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第3页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相

2、对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第4页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第5页页三、实验器材三、实验器材带孔小钢球一个、细丝线一条带孔小钢球一个、细丝线一条(长约长约1 m)、毫米刻度尺一、毫米刻度尺一把、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台把、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第6页页四、实验步骤四、实验步骤1做单摆：选取一段做

3、单摆：选取一段1 m左右的细线，让线的一端穿过左右的细线，让线的一端穿过小球上的小孔，然后打一个比小孔稍大一些的线结把线的小球上的小孔，然后打一个比小孔稍大一些的线结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，使铁夹伸出桌面之外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处做上夹伸出桌面之外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如下图所示标记，如下图所示高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第7页页3测周期：把此单摆从平衡位置拉开一个角

4、度，并使这测周期：把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角度不大于个角度不大于5，然后释放小球当摆球摆动稳定后经过平，然后释放小球当摆球摆动稳定后经过平衡位置时用秒表开始计时，测量单摆全振动衡位置时用秒表开始计时，测量单摆全振动30次次(或或50次次)的时的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期反复测量间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期反复测量三次，计算出测得的周期的平均值三次，计算出测得的周期的平均值高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第8页页高考调研高考调研 选修选修3

5、-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第9页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第10页页6分析与比较：将测得的重力加速度的值与当地的重力分析与比较：将测得的重力加速度的值与当地的重力加速度的值比较，分析误差产生的原因加速度的值比较，分析误差产生的原因高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第11页页高考调研高考

6、调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第12页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第13页页3构成单摆的条件：细线的质量要小，弹性要小；要选构成单摆的条件：细线的质量要小，弹性要小；要选用体积小、密度大的小球，摆角不能超过用体积小、密度大的小球，摆角不能超过5.4要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方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法是将摆球

7、拉到一定位置后由静止释放高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第14页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第15页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第16页页以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有()a摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并

8、且尽可能长一摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些些b摆球尽量选择质量大些、体积小些的摆球尽量选择质量大些、体积小些的c为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度球，使摆线相距平衡位置有较大的角度d拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于拉开摆球，使摆线偏离平衡位置大于5，在释放摆，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔间间隔t即为单摆周期即为单摆周期T高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁

9、波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第17页页e拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5，释放摆，释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时，记下摆球做50次全振动所用的时间次全振动所用的时间t，则单摆周期，则单摆周期Tt/50.【解析】【解析】该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆该实验中，要选择细些的、伸缩性小些的摆线，长度要适当长一些；且选择体积比较小，密度较大的小线，长度要适当长一些；且选择体积比较小，密度较大的小球，故球，故a、b项是正确的；摆球的周期与摆线的长短有关，与

10、项是正确的；摆球的周期与摆线的长短有关，与摆角无关，故摆角无关，故c项错误；拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大项错误；拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于于5，故，故d项错误；释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡项错误；释放摆球，当摆球振动稳定后，从平衡位置开始计时；要测量多个周期的时间，然后求平均值，故位置开始计时；要测量多个周期的时间，然后求平均值，故e项正确故选择项正确故选择a、b、e项项高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第18页页【答案】【答案】abe高考调研高考调研 选修选修3-4

11、机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第19页页【触类旁通】【触类旁通】在做在做“用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”的实验的实验中，有人提出以下几点建议：中，有人提出以下几点建议：A适当加长摆线适当加长摆线B质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大单摆偏离平衡位置的角度不能太大D当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动

12、的周期其中对提高测量结果精确度有利的是其中对提高测量结果精确度有利的是_高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第20页页【解析】【解析】单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化单摆实验的精确度取决于实验装置的理想化程度及相关物理量的测量精度适当加长摆线长度，有利于程度及相关物理量的测量精度适当加长摆线长度，有利于把摆球看成质点，在摆角小于把摆球看成质点，在摆角小于10的条件下，摆球的空间位的条件下，摆球的空间位置变化较大，便于观察，选项置变化较大，便于观察，选项A对；摆球体积越大，所受空对；摆

13、球体积越大，所受空气阻力越大，对质量相同的摆球其影响越大，选项气阻力越大，对质量相同的摆球其影响越大，选项B错；摆角错；摆角应小于应小于5，选项，选项C对；本实验采用累积法测量周期，若仅测对；本实验采用累积法测量周期，若仅测量一次全振动，由于摆球通过平衡位置时的速度较大，难以量一次全振动，由于摆球通过平衡位置时的速度较大，难以准确记录，且一次全振动的时间太短，偶然误差较大，选项准确记录，且一次全振动的时间太短，偶然误差较大，选项D错错【答案】【答案】AC高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第

14、第21页页【名师点拨】【名师点拨】本题中的本题中的“适当加长适当加长”这种说法对选择这种说法对选择题来说一般不容易把握这里有比较的含义，要用心体会题来说一般不容易把握这里有比较的含义，要用心体会高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第22页页二、实验误差的来源及分析二、实验误差的来源及分析1本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要本实验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，是单摆还是复摆，球、线是否符合求，即：悬点是否固定，是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，振

15、动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪要求，振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等等只要注意了上述这些方面，就可以使段长度作为摆长等等只要注意了上述这些方面，就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差而可忽略不计的程度系统误差减小到远远小于偶然误差而可忽略不计的程度2本实验偶然误差主要来自时间本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期即单摆周期)的测量的测量上，因此，要注意测准时间上，因此，要注意测准时间(周期周期)，要从摆球通过平衡位置开，要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒数计时计数的方法，不能多记或漏记振动始计时，并采用倒数计时计数的方法，不能多记或漏记振动次数，

16、为了减小偶然误差，应进行多次测量取平均值次数，为了减小偶然误差，应进行多次测量取平均值高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第23页页【例【例2】(2012天津天津)某同学用实验的方法探究影响单摆某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块周期的因素他组装单摆时，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，开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示这样做的目的是如图所示这样做的目的是()高考调研高考调研

17、选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第24页页A保证摆动过程中摆长不变保证摆动过程中摆长不变B可使周期测量得更加准确可使周期测量得更加准确C需要改变摆长时便于调节需要改变摆长时便于调节D保证摆球在同一竖直平面内摆动保证摆球在同一竖直平面内摆动【解析】【解析】在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡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，是为了防止摆皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，是为了防止摆动过程中摆长发生变化，如果需要改变摆长来探究摆长与周动过程中摆长发生变化，

18、如果需要改变摆长来探究摆长与周期关系时，方便调节摆长，故期关系时，方便调节摆长，故A、C项正确项正确【答案】【答案】AC高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第25页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第26页页一、实验数据的处理一、实验数据的处理【例【例1】某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单】某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到

19、球心的摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长距离当作摆长L，通过改变摆线的长度，测得，通过改变摆线的长度，测得6组组L和对应的和对应的周期周期T，画出，画出L-T2图线，然后在图线上选取图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐两个点，坐标如下图所示他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加标如下图所示他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为速度的表达式应为g_.高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第27页页请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处请

20、你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将的情况相比，将_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“相同相同”)高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第28页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第29页页高考调研高考调研 选修选修3-4 机械振动与机械波机械振动与机械波 光光 电磁波与相对论电磁波与相对论高三物理高三物理 (新课标版新课标版)第第30页页二、实验创新设计二、实验创新设计【例【例2】如图甲所示，】如图甲所示，ABCDabcd为一放于水平面上的为一放于水平面上的长方体槽，上端开口，长方体槽，上端开口，ABba、CDdc两面为铜板，其他面为绝两面为铜板，其他面为绝缘板，槽中盛满导电液体缘板，槽中盛满导电液体(设该液体导电时不发生电解设该液体导电时不发生电解)现在现在质量不计的细铜丝的下端固定一铁球构成一单摆，铜丝的上质量不计的细铜