教科版高中物理选择性必修第一册第二章机械振动4实验-用单摆测量重力加速度课件

1.实验思路当摆角较小时,单摆做简谐运动。由单摆的周期公式T=2π

,可得g=

。只要测出单摆的摆长l和周期T,就能算出当地的重力加速度g。2.实验装置(1)器材:细线、带孔小球、铁架台、停表、游标卡尺、刻度尺等。(2)装置:如图所示。

知识点

用单摆测量重力加速度必备知识清单破4

实验：用单摆测量重力加速度3.实验步骤制作单摆(1)让细线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比孔径稍大一些的结;(2)把细线的上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,让摆球自由下垂测量摆长用刻度尺量出悬挂点与小球上端之间的距离(摆线长)l',用游标卡尺测量出摆球的直径

D,则单摆的摆长l=l'+

测量周期将单摆从平衡位置拉开一个角度,且满足偏角在5°左右,然后由静止释放摆球,当摆球摆

动稳定后,通过平衡位置时用停表开始计时,测量30~50次全振动的时间,计算出单摆的运

动周期重复实验将单摆的摆长变短或变长,重复实验三次,测出相应的摆长l和周期T知识辨析1.测量单摆的摆长时,能否在细线固定前测量摆线的长度?2.实验中测出小球经过最低点30次(摆球第一次过平衡位置记为零)的总时间t,周期是T=

吗?3.若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中,还能利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度

吗?4.某同学实验时,在摆球摆动的过程中,摆线的固定点出现松动,但该同学并未发现,这将会导

致所测重力加速度的数值偏小还是偏大?一语破的1.不能。为了避免重力对摆长的影响,应先将细线固定在悬点,让摆球自由下垂,然后再测量

摆线的长度。2.不是。在小球经过最低点时开始计时,小球通过最低点30次,经历15次全振动,则周期为T=

。3.不能。宇宙飞船中的摆球处于完全失重状态,不能在竖直平面内来回摆动,因此无法利用单

摆测量重力加速度。4.偏小。摆线的固定点松动,会导致摆长变长,摆长的测量值偏小,根据g=

可知所测重力加速度g偏小。1.数据处理(1)平均值法:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式g=

中求出g值,最后求出g的平均值。(2)图像法:由T=2π

得T2=

l。作T2-l图像,即以T2为纵轴,以l为横轴,其斜率k=

,由图像的斜率即可求出重力加速度g。定点

实验数据处理和误差分析关键能力定点破导师点睛

作T2-l图像的优点:用图像法处理数据既直观又方便,同时也能最大限度地减小偶

然误差对实验结果造成的影响。由于T-l图像不是直线,不便于进行数据处理,所以采用T2-l的

图像,目的是将曲线转换为直线,便于利用直线的斜率计算重力加速度。2.注意事项(1)选择摆线时应选择细而不易伸长的线,长度一般为1m左右。小球应选用质量大、体积小

的。(2)摆球摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小(5°左右)。(3)摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆。(4)摆长l=l'+

,不要忘记小球半径。(5)测单摆的周期时,应从摆球通过最低点时开始计时,摆球从同一方向通过最低点时计数,改

变摆长多测几组数据。3.误差分析(1)单摆的振动不是简谐运动而引起的误差①单摆不在同一竖直平面内振动而形成圆锥摆;②振幅过大。(2)测定摆长时引起的误差①未挂摆球测定摆线长或漏加小球的半径;②测摆长时摆线拉得过紧或以摆球的直径与摆线长之和作为摆长;③悬点未固定好