高中物理(新教材)选修1课件1：2 5 实验：用单摆测量重力加速度 人教版

第2章机械振动

5实验：用单摆测量重力加速度学习目标：1.明确实验目的，理解实验原理；通过实验，探究单摆的周期与摆长及重力加速度的关系．2．学会使用秒表，掌握实验步骤，并能正确进行实验操作．重点难点：1.实验原理的理解．2．实验数据的处理．三、实验器材长约1m的细线、稍重的带孔小铁球1个、带有铁夹的铁架台1个、米尺1把、秒表1块、游标卡尺．四、实验步骤1．让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个线结，做成单摆，如图所示．2．把线的上端用铁夹固定在铁架台上，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，在单摆平衡位置处做上标记．二、误差分析及注意事项1．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，球、线是否符合要求，振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等．(2)偶然误差：主要来自时间(即单摆周期)的测量上．摆球通过平衡位置开始计时，不能多记或漏记振动次数．为了减小偶然误差，应进行多次测量取平均值．二、误差分析及注意事项1．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，球、线是否符合要求，振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等．(2)偶然误差：主要来自时间(即单摆周期)的测量上．摆球通过平衡位置开始计时，不能多记或漏记振动次数．为了减小偶然误差，应进行多次测量取平均值．(3)本实验中长度(摆线长、摆球的直径)的测量时，读数读到毫米位即可(即使用卡尺测摆球直径也只需保留到毫米位).时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可．2．注意事项(1)构成单摆的条件：摆线应选择细且不易伸长的线,摆球应选择体积小、密度大的小球,且摆角不能超过10°.(2)固定悬点：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．课堂互动讲练类型一、实验注意事项的考查例1某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为________cm.(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．(填选项前的字母)【精讲精析】

(1)由标尺的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整厘米数为0.9cm，标尺中第7条线与主尺刻度对齐，所以应为0.07cm，所以摆球直径为0.9cm＋0.07cm＝0.97cm.【精讲精析】

(1)由标尺的“0”刻线在主尺上的位置读出摆球直径的整厘米数为0.9cm，标尺中第7条线与主尺刻度对齐，所以应为0.07cm，所以摆球直径为0.9cm＋0.07cm＝0.97cm.【答案】

(1)0.97(0.96、0.98均可)

(2)C(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是________(填写代号)．A．测摆长时，忘记了摆球的半径B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过早按下D．实验中误将39次全振动次数记为40次l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84(3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：以l为横坐标、T2为纵坐标，作出T2－l图线，并利用此图线求重力加速度g.

【答案】

(1)0.8740

75.2

1.88

(2)ABC

(3)图见精讲精析9.86m/s2备用工具&资料l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84(3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：以l为横坐标、T2为纵坐标，作出T2－l图线，并利用此图线求重力加速度g.

三、实验器材长约1m的细线、稍重的带孔小铁球1个、带有铁夹的铁架台1个、米尺1把、秒表1块、游标卡尺．四、实验步骤1．让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个线结，做成单摆，如图所示．2．把线的上端用铁夹固定在铁架台上，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，在单摆平衡位置处做上标记．二、误差分析及注意事项1．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，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆还