实验：用单摆测定当地的重力加速度ppt课件

1、【实验目的】【实验目的】1用单摆测定当地的重力加速用单摆测定当地的重力加速度度2能正确熟练地运用秒表能正确熟练地运用秒表【实验原理】【实验原理】5o【实验器材】【实验器材】 长约长约1 m的细线、小铁球、铁架的细线、小铁球、铁架台台(连铁夹连铁夹)、米尺、秒表、游标卡尺、米尺、秒表、游标卡尺【实验步骤】【实验步骤】1做单摆：取约做单摆：取约1 m长的细丝线长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让实验桌边

2、，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂摆球自然下垂2测摆长：测摆长：用米尺量出摆线长用米尺量出摆线长l(准确到毫米准确到毫米)，用，用游标卡尺测出小球直径游标卡尺测出小球直径D，那么单摆的摆，那么单摆的摆长长l3测周期：测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于小于5)，然后释放小球，记下单摆，然后释放小球，记下单摆摆动摆动30次次50次的总时间，算出平均次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期反复丈量三次，再算出测得周周期反复丈量三次，再算出测得周期数值的平均值期数值的平均值4改动摆长，重做几次实验改动摆长，重做几次实

3、验一、数据处置一、数据处置二、误差分析二、误差分析1系统误差系统误差主要来源于单摆模型本身能否符主要来源于单摆模型本身能否符合要求即：悬点能否固定，摆球能合要求即：悬点能否固定，摆球能否可看作质点，球、线能否符合要求否可看作质点，球、线能否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及丈量哪段长度作为摆长等内振动以及丈量哪段长度作为摆长等只需留意了上面这些问题，就可以只需留意了上面这些问题，就可以使系统误差减小到远小于偶尔误差而使系统误差减小到远小于偶尔误差而忽略不计的程度忽略不计的程度2偶尔误差偶尔误差主要来自时间主要来自时间(即单摆周期即单摆周期)的丈量

4、的丈量上，因此，要留意测准时间上，因此，要留意测准时间(周期周期)要要从摆球经过平衡位置开场计时，并采从摆球经过平衡位置开场计时，并采用倒计时计数的方法，即用倒计时计数的方法，即4,3,2,1,0,1,2，在数在数“零的同时按下零的同时按下秒表开场计时不能多计或漏计振动秒表开场计时不能多计或漏计振动次数为了减小偶尔误差，应进展多次数为了减小偶尔误差，应进展多次丈量后取平均值次丈量后取平均值三、本卷须知三、本卷须知1选择资料时应选择细、轻又不选择资料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度普通在易伸长的线，长度普通在1 m左右，小左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应球应选用密度较大的金属球，直径应

5、较小，最好不超越较小，最好不超越2 cm.2单摆悬线的上端不可随意卷在单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改动的景摆动时发生摆线下滑、摆长改动的景象象3留意摆动时控制摆线偏离竖直留意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超越方向不超越5.可经过估算振幅的方法可经过估算振幅的方法掌握掌握4摆球振动时，要使之坚持在同摆球振动时，要使之坚持在同一个竖直平面内，不要构成圆锥摆一个竖直平面内，不要构成圆锥摆5计算单摆的振动次数时，应从计算单摆的振动次数时，应从摆球经过最低位置时开场计时，为便摆球经过最低位置时开场计时，为便于计时，可在摆

6、球平衡位置的正下方于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标志以后摆球每次从同一方向作一标志以后摆球每次从同一方向经过最低位置时进展计数，且在数经过最低位置时进展计数，且在数“零零的同时按下秒表，开场计时计数的同时按下秒表，开场计时计数在用单摆测定重力加速度实验在用单摆测定重力加速度实验中，单摆的摆角中，单摆的摆角应应_，从摆球，从摆球经过经过_开场计时，测出开场计时，测出n次全振次全振动的时间为动的时间为t，用毫米刻度尺量出摆线，用毫米刻度尺量出摆线长为长为L，用游标卡尺测出摆球直径为，用游标卡尺测出摆球直径为d.题型一题型一 实验本卷须知及误差分析实验本卷须知及误差分析例例1(1)用上述数据的

7、符号写出丈量重力加用上述数据的符号写出丈量重力加速度的普通表达式速度的普通表达式g_.(2)实验中某同窗发现他测出的重力加实验中某同窗发现他测出的重力加速度值总是偏大，其缘由能够是速度值总是偏大，其缘由能够是()A实验室地下能够有大型磁铁矿脉实验室地下能够有大型磁铁矿脉B单摆所用的摆球太重单摆所用的摆球太重C测出测出n次全振动的时间为次全振动的时间为t，误作为，误作为(n1)次全振动的时间进展计算次全振动的时间进展计算D以摆球直径和摆线长度之和作为摆以摆球直径和摆线长度之和作为摆出息展运算出息展运算【思绪点拨】根据单摆做简谐【思绪点拨】根据单摆做简谐运动条件及单摆周期公式进展判别运动条件及单摆

8、周期公式进展判别【解析】当摆角【解析】当摆角5 5时，单时，单摆的振动才可以以为是简谐运动；摆摆的振动才可以以为是简谐运动；摆球经过平衡位置时速度大，用时少，球经过平衡位置时速度大，用时少，计时误差小，并且平衡位置容易确计时误差小，并且平衡位置容易确定定(2)根据根据(1)可知可知g偏大的缘由能够是：偏大的缘由能够是：T偏小，偏小，l偏大，所以偏大，所以CD选项正确磁铁选项正确磁铁矿对钢球有向下的引力，矿对钢球有向下的引力，g值比正常偏值比正常偏大，大，A正确摆球的质量对正确摆球的质量对T和和g无影无影响，响，B错错在做在做“用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度的实验时，用摆长的实验时，用

9、摆长l和周期和周期T计算重力计算重力加速加速题型二题型二 实验操作和实验数据的处置实验操作和实验数据的处置例例2(1)假设知摆球直径为假设知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图742甲所甲所示，那么单摆摆长是示，那么单摆摆长是_假设测定了假设测定了40次全振次全振动的时间如图动的时间如图742乙中秒表所示，那么秒表读数乙中秒表所示，那么秒表读数是是_s，单摆的摆动周期是，单摆的摆动周期是_s.(2)假设测得的假设测得的g值偏小，能够的缘值偏小，能够的缘由是由是_(填写代号填写代号)A测摆长时，忘记了摆球的半

10、径测摆长时，忘记了摆球的半径B摆线上端悬点未固定，摆动中摆线上端悬点未固定，摆动中出现松动，使摆线长度添加了出现松动，使摆线长度添加了C开场计时时，秒表过早按下开场计时时，秒表过早按下D实验中误将实验中误将39次全振动次数记次全振动次数记为为40次次(3)某同窗在实验中，丈量某同窗在实验中，丈量6种不同种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：格如下：l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.26 1.42 1.79 1.90 2.00 2.20T2/s21.59 2.02 3.20 3.61 4.00 4.84以以l为横坐标，为横坐标，T2为纵坐标，作出为纵坐标，作出T2l图线，并利用此图线求重力加速图线，并利用此图线求重力加速度度【解析】该题调查用单摆测定重力加【解析】该题调查用单摆测定重力加速度的实验原理，秒表的读数方法、误差分速度的实验原理，秒表的读数方法