第十二章实验十三探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度

1、返回返回返回三、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、毫米刻度尺一把、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。尺一把、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。四、实验步骤四、实验步骤1做单摆做单摆 取约取约1 m长的长的电热丝电热丝细丝线穿过带孔的小钢球，并打细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比一个比 小孔大一些的结，然后把小孔大一些的结，然后把电热丝电热丝线的另一端用铁夹固定线的另一端用铁夹固定在铁在铁 架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面架台上，并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。以外，让摆球自然下垂。返回

2、返回返回返回六、注意事项六、注意事项(1)选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过最好不超过2 cm。(2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，电热管电热管应夹应夹紧在铁紧在铁夹中，以免夹中，以免绞龙绞龙摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。(3)注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过10。可通过。可通过估算振幅的办法掌握。估

3、算振幅的办法掌握。返回(4)摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。成圆锥摆。(5)计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标记。以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，记。以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数且在数“零零”的同时按下秒表，开始计时计数。的同时按下秒表，开始计时计数。返回七、误差分析七、误差分析1系统误差系统误差主要来源于主要来源于电加热管电加

4、热管单摆模型本身是否符合要求。即：单摆模型本身是否符合要求。即：悬点是否固定，摆球是否可看做质点，球、线是否符悬点是否固定，摆球是否可看做质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以合要求，摆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。只要注意了上面这些问及测量哪段长度作为摆长等。只要注意了上面这些问题，就可以使系统误差减小到远小于偶然误差而达到题，就可以使系统误差减小到远小于偶然误差而达到忽略不计的程度。忽略不计的程度。返回2偶然误差偶然误差主要来自时间主要来自时间(即单摆周期即单摆周期)的测量上。因此，要注意测的测量上。因此，要注意测准时间准时间(周期

5、周期)要从摆球通过平衡位置开始计时，并采要从摆球通过平衡位置开始计时，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“零零”的的同时按下秒表开始计时。不能多计或漏计振动次数。同时按下秒表开始计时。不能多计或漏计振动次数。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。返回返回例例1某同学在做某同学在做“利用单摆测重力加速度利用单摆测重力加速度”的实验时，的实验时，先测得摆线长为先测得摆线长为101.00 cm，摆球直径为，摆球直径为2.00 cm，然后用，然后用秒表记录了单摆振动秒表记录了单摆振动50次所用的时间为次

6、所用的时间为101.5 s，则，则(1)他测得的重力加速度他测得的重力加速度g_m/s2。(2)他测得的他测得的g值偏小，可能的原因是值偏小，可能的原因是_。返回A测摆线长时摆线拉得过紧测摆线长时摆线拉得过紧B摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆摆线上端未牢固地系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加了线长度增加了C开始计时时，秒表过迟按下开始计时时，秒表过迟按下D实验中误将实验中误将49次全振动数为次全振动数为50次次返回(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l并测出并测出相应的周期相应的周期T，从而得出一组对应的，从而得出一组对应的

7、l与与T的数据，再以的数据，再以l为横坐标、为横坐标、T2为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该为纵坐标将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率直线的斜率k。则重力加速度。则重力加速度g_。(用用k表示表示)返回返回返回例例2将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知未知)且开且开口向下的小筒中口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外单摆的下部分露于筒外)，如图实，如图实132甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量

8、工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离离L，并通过改变，并通过改变L而测出对应的摆动周期而测出对应的摆动周期T，再以，再以T2为为纵轴、纵轴、L为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图为横轴作出函数关系图像，那么就可以通过此图像得出小筒的深度像得出小筒的深度h和当地的重力加速度和当地的重力加速度g。返回图实图实132返回(1)现有如下测量工具：现有如下测量工具：A.时钟；时钟；B.秒表；秒表；C.天平；天平；D.毫米毫米刻度尺。本实验所需的测量工具有刻度尺。本实验所需的测量工具有_；(2)如果实验中所得到的如果实验中所得到的T2L关系图像如图实关系图像如图实132乙所乙所示，那么真正的图像应该是示，那么真正的图像应该是a、b、c中的中的_；(3)由图像可知，小筒的深度由图像可知，小筒的深度h_m；当地的重力；当地