【优化方案】高考物理总复习 第7章 实验八用单摆测定重力加速度课件 大纲

实验八用单摆测定重力加速度实验八用单摆测定重力加速度知识要点归纳过程分析导引实验典例精析知能优化演练知识要点归纳实验目的1．用单摆测定当地的重力加速度．2．能正确熟练地使用秒表．实验原理实验器材长约1m的细线、小铁球、铁架台(带铁夹)、米尺、秒表、游标卡尺．

过程分析导引一、实验步骤1．做单摆：取约1m长的细丝线穿过带孔的小钢球，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，让摆球自然下垂．2．测摆长用米尺量出摆线长l(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D，则单摆的摆长l′＝l＋.3．测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)，然后释放小球，当小球通过最低点时开始计时，记下单摆摆动30次～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，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．4．改变摆长，重做几次实验二、数据处理图7－4－1三、误差分析1．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，摆球是否可看成质点，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忽略不计的程度．2．偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上，因此，要注意测准时间(周期)．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4,3,2,1,0,1,2，…在数“零”的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．四、注意事项项1．选择材料时时应选择细、、轻又不易伸伸长的线，长长度一般在1m左右，小球应应选用密度较较大的金属球球，直径应较较小，最好不不超过2cm.2．单摆悬线的的上端不可随随意卷在铁夹夹的杆上，应应夹紧在铁夹夹中，以免摆摆动时发生摆摆线下滑、摆摆长改变的现现象．3．注意摆动时时控制摆线偏偏离竖直方向向不超过10°.可通过估算振振幅的办法掌掌握．4．摆球振动时时，要使之保保持在同一个个竖直平面内内，不要形成成圆锥摆．5．计算单摆的的振动次数时时，应从摆球球通过最低位位置时开始计计时，为便于于计时，可在在摆球平衡位位置的正下方方作一标记．．以后摆球每每次从同一方方向通过最低低位置时进行行计数，且在在数“零”的的同时按下秒秒表，开始计计时计数．要要多测几次(如30次或50次)全振动的时间间，用取平均均值的办法求求周期．五、实验创新新在用单摆测量量重力加速度度时，若所用用的摆球质量量分布不均匀匀，不能用摆摆线长加球半半径得到单摆摆的摆长．我我们采用如下下方法解决这这个问题：先量得从悬点点到摆球顶部部处的摆线长长为L1，测得振动的的周期为T1；改变摆长后后，量得从悬悬点到摆球顶顶部处的摆线线长为L2，测得振动的的周期为T2；设摆球顶部部到摆球重心心的距离为r，实验典例精析例1实验注意事项及误差分析题型一(2011年上海闸北区模拟)某同学想在家里做用单摆测定重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他只好找到一块大小为3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球，实验步骤是：A．石块用细尼龙线系好，结点为M，将尼龙线的上端固定于O点B．用该度尺测量OM间尼龙线的长度L作为摆长C．将石块拉开一个大约α＝30°的角度，然后由静止释放(1)你认为该同学学以上实验步步骤中有重大大错误的是______．为什么？(2)该同学用OM的长作为摆长长，这样做引引起的系统误误差将使重力力加速度的测测量值比真实实值偏大还是是偏小？________【解析】(1)有重大错误的的是B、C、D、F.B．从大理石重重心到悬挂点点间的距离才才是摆长C．实验时，最最大偏角不能能超过10°D．应该在石块块经过平衡位位置时计时F．应该用各组组L、T的值计算出各各组的g值后，再取g的平均值．【答案】(1)见解析(2)偏小某同学利用单单摆测定当地地的重力加速速度，发现单单摆静止时摆摆球重心在球球心的正下方方，他仍将从从悬点到球心心的距离当作作摆长L，通过改变摆摆线的长度，，测得6组L和对应的周期期T，画出出L－T2图线，，然后后在图图线上上选取取A、B两个点点，坐坐标如如图7－4－2所示．．他采采用恰恰当的的数据据处理理方法法，则则计算算重力力加速速度的的表达达式应应为g＝______.请你判判断该该同学学得到到的实实验结结果与与摆球球重心心就在在球心心处的的情况况相比比，将将_______．(填“偏偏大””、““偏小小”或或“相相同””