单摆实验课资资源

1、1骄阳书屋2骄阳书屋 1、实验思考题：、实验思考题： (1)用单摆测量重力加速度是根据什么物理关系？重力加速度的计算式是怎用单摆测量重力加速度是根据什么物理关系？重力加速度的计算式是怎样的？样的？ (2)该实验需要测量哪些量？各用什么测量工具？读数各有几位有效数字？该实验需要测量哪些量？各用什么测量工具？读数各有几位有效数字？计算出来的重力加速度是几位有效数字？（三位）计算出来的重力加速度是几位有效数字？（三位） (3)单摆应当选用什么样的球？什么样的线？线长度应当在什么范围内？单摆应当选用什么样的球？什么样的线？线长度应当在什么范围内？(80120cm) (4)怎样保证小球的摆动是简谐运动？

2、小球摆成圆锥摆，对周期有什么影响？怎样保证小球的摆动是简谐运动？小球摆成圆锥摆，对周期有什么影响？ (5)测量摆长用什么测量工具？有必要用卡尺或千分尺吗？测量摆长用什么测量工具？有必要用卡尺或千分尺吗？ (6)怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？测怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？测3050个周个周期有什么好处？期有什么好处？ (7)秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？ 3骄阳书屋停表的使用和读数：停表的使用和读数： 注意：注意：当内侧分针没有超过半格时，外侧当内侧分针没有超过半格时，外侧秒针

3、读小于秒针读小于30的数字；的数字； 停表的读数等于内侧停表的读数等于内侧分针分针的读数与外侧的读数与外侧秒针秒针的读数之和的读数之和. 机械式停表只能精确到机械式停表只能精确到0.1s，读数时不需，读数时不需估读估读. 超过半格时，外侧秒针读超过半格时，外侧秒针读大于大于30的数字的数字. 4骄阳书屋5骄阳书屋6骄阳书屋1 1、步骤、步骤 (1)(1)取约取约1m1m长的细线穿过带孔长的细线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上，些的结，然后拴在桌边的支架上，如图所示如图所示. (2) (2)用米尺量出悬线长用米尺量出悬线长l l，准确，

4、准确到毫米；用游标卡尺测摆球直径，到毫米；用游标卡尺测摆球直径，算出半径算出半径r r。则单摆的摆长为。则单摆的摆长为l lr r.7骄阳书屋8骄阳书屋012301020 cm9骄阳书屋 (3)(3)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度( (例如不例如不超过超过1010) )，然后放开小球让它摆动，用停表测量单摆，然后放开小球让它摆动，用停表测量单摆完成完成3030次全振动（或次全振动（或5050次）所用的时间，求出完成一次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期期. (4)把测得的周

5、期和摆长的数值代入公式把测得的周期和摆长的数值代入公式 ，求出重力加速度求出重力加速度g的值的值. (5)改变摆长，重做几次实验改变摆长，重做几次实验.设计一个表格，把测设计一个表格，把测得的数据和计算结果填入表格中，计算出每次实验的得的数据和计算结果填入表格中，计算出每次实验的重力加速度重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加速度的平最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度均值，即可看作本地区的重力加速度.10骄阳书屋 (6)研究单摆的周期跟摆长的关系研究单摆的周期跟摆长的关系.在重力加速度一在重力加速度一定时，周期跟摆长的二次方根成正比定时，周期跟摆长的二次方根

6、成正比.算出不同摆长下，算出不同摆长下，周期跟相应的摆长的二次方根之比，看看这个比值是周期跟相应的摆长的二次方根之比，看看这个比值是否相等否相等. 11骄阳书屋12骄阳书屋2、测定重力加速度时：、测定重力加速度时： 摆球应选用摆球应选用_，摆线宜选用，摆线宜选用_；测摆线的长度用测摆线的长度用_，要求准确到，要求准确到_，测小球直，测小球直径用径用_，测量摆动，测量摆动3050次时间用次时间用_；此外，还需要配备此外，还需要配备_和和_.参考答案：参考答案：重而小的实心球；轻而长且难以发生形变的细线；重而小的实心球；轻而长且难以发生形变的细线；米尺；毫米；游标卡尺；停表；米尺；毫米；游标卡尺；

7、停表；铁架台；铁夹铁架台；铁夹.13骄阳书屋0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213143814骄阳书屋课课 堂堂 练练 习习 15骄阳书屋3、某同学测定的、某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的数值比当地公认值大，造成的原因可能是的原因可能是( ) 摆球质量太大了；摆球质量太大了； 量摆长时从悬点量到球的最下端；量摆长时从悬点量到球的最下端；摆角太大了（摆角仍小于摆角太大了（摆角仍小于10）；）； 计算摆长时忘记把小球半径加进去；计算摆长时忘记把小球半径加进去； 摆球不是在竖直平面内

8、做简谐振动，而是做圆摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动；锥摆运动； 计算周期时，将计算周期时，将(n1)次全振动误记为次全振动误记为n次全振次全振动动.参考答案：参考答案： 16骄阳书屋4、为了提高周期的测量精度，下列哪些做法是可取的：、为了提高周期的测量精度，下列哪些做法是可取的： a用秒表直接测量一次全振动的时间；用秒表直接测量一次全振动的时间； b用秒表测用秒表测30至至50次全振动的时间，计算出平均周期；次全振动的时间，计算出平均周期； c在平衡位置启动停表和结束计时；在平衡位置启动停表和结束计时； d在最大位移处启动停表和结束计时；在最大位移处启动停表和结束计时； e用

9、秒表测用秒表测100次全振动时间，计算平均周期；次全振动时间，计算平均周期； f在平衡位置启动停表，并开始计算，当摆球第在平衡位置启动停表，并开始计算，当摆球第30次经次经过平衡位置时制动停表，若读数为过平衡位置时制动停表，若读数为t，则，则tt/30. 答案：答案： bc 17骄阳书屋5、在做、在做“用单摆测定重力加速度的实验用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差，中为了减小误差，应注意的事项是应注意的事项是( )a摆球以选密度大，体积小的小球为好摆球以选密度大，体积小的小球为好 ;b摆长以摆长以0.25米为宜米为宜 ;c摆角应小于摆角应小于10;d摆线的悬点要固定，方不会在摆动中出现移

10、动或晃动摆线的悬点要固定，方不会在摆动中出现移动或晃动 ;e要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动摆球转动 ;f测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时 .只有只有a、b、c、d项正确项正确只有只有e、f项正确项正确 只有只有acdef正确正确都正确都正确 答案：答案： 18骄阳书屋6、在用单摆测定重力加速度的实验中，如果测出的重、在用单摆测定重力加速度的实验中，如果测出的重力加速度数值偏大，则（力加速度数值偏大，则（ ）a振幅较小振幅较小;b测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬点量到球心测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬点量到球心;c数振动次数时，少计了一次数振动次数时，少计了一次;d数振动次数时，多计了一次数振动次数时，多计了一次.答案：答案： d 19骄阳书屋为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长l l，测出相应的周期测出相应的周期，从而得出一组对应的，从而得出一组对应的l l与与t t的的数值，再以数值，再以l l为横坐标为横坐标为纵坐标，将所得数据为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度连成直线如下图所示，则测得的重力加速度g g= = 。1.043