普通高中经典物理课件系列

实验十二探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度

过程分析导引实验典例精析知能优化演练实验十二探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度知识要点归纳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(连铁夹)、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，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11－3－1三、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，摆球是否可看作质点，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1．选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m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2cm.2．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10°.可通过估算振幅的办法掌握．4．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．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，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数．实验典例精析实验注意事项及误差分析在用单摆测定重力加速度实验中，单摆的摆角θ应________，从摆球经过________开始计时，测出n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺量出摆线长为L，用游标卡尺测出摆球直径为d.(1)用上述数据的符号写出测量重力加速度的一般表达式g＝________.(2)对该实验，有人提出以下几点建议，其中能够提高测量结果精确度的是(

)例1A．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C．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，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期【解析】当摆角θ＜10°时，单摆的振动才可以认为是简谐运动；摆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定．实验数据的获取和处理例2如果僚测定智了40次全泡振动往的时仁间如利图乙漠中秒余表所蜻示，航那么汉秒表留读数霞是__照__拼__信__充s．单孔摆的陆摆动野周期项是__训__谅__迟__埋s.图11－3－2(2小)如果约测得扩的g值偏跌小，线可能坑的原担因是__签__优__辛__老(填写湿代号)．A．测散摆长茧时，况忘记争了摆迎球的隶半径B．摆篇线上稍端悬经点未驼固定迈，摆雅动中蕉出现吓松动幅，使批摆线赴长度切增加描了C．开剥始计砖时时悲，秒浑表过慰早按兼下D．实问验中锋误将39次全齐振动幼次数斗记为40次(3施)某同葬学在准实验低中，灶测量6种不醒同摆很长情含况下葵单摆铅的振牵动周继期，降记录尽表格吩如下矿：l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84以l为横晒坐标法，T2为纵寨坐标刺，作肆出T2－l图线带，并卖利用嫁此图塌线求近重力淘加速喇度．图11－3－3【答案】(1朋)8刷7.亏40隔c塑m75味.21.线88(2该)A