高中物理(新教材)选修1课件4：2 5 实验：用单摆测量重力加速度 人教版

第二章机械振动5实验：用单摆测量重力加速度实验探究3．实验器材铁架台及铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、秒表、细线(长1m左右)、刻度尺(最小刻度为1mm)、游标卡尺．4．实验步骤(1)在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大一些的结，将细线穿过球上的小孔．(2)将小铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂．(5)改变摆长，重做几次．(6)根据单摆的周期公式，计算出每次实验的重力加速度；求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即本地区的重力加速度的值．(7)将测得的重力加速度数值与当地重力加速度数值加以比较，如有误差，分析产生误差的原因．6．注意事项(1)摆线要选1m左右，不要过长或过短，太长测量不方便，太短摆动太快，不易计数．(2)摆长要悬挂好摆球后再测，不要先测摆长再系小球，因为悬挂摆球后细绳会发生形变．(3)计算摆长时要将摆线长加上摆球半径，不要把摆线长当作摆长．(4)摆球要选体积小、密度大的，不要选体积大、密度小的，这样可以减小空气阻力的影响．7．误差分析(1)本实验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；振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的振动以及测量哪段长度作为摆长等．(2)本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上．要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒数计时计数的方法，不能多记或漏记振动次数．为了减小偶然误差，可进行多次测量后取平均值．(3)本实验中在长度(摆线长、摆球的直径)的测量时，读数读到毫米即可(即使用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米)；在时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在秒的十分位即可．例1

在“利用单摆测重力加速度”的实验中：(1)从下列器材中选用最合适的器材(填写器材代号)____________．A．小铁球 B．小塑料球C．20cm长的细线 D．100cm长的细线E．手表 F．时钟G．秒表ADG典例精析(2)关于实验步骤，下列说法正确的是(

)A．为了方便测量摆长，可以将单摆放在水平桌面上用力拉紧后再测量B．测量摆长时可以先测出摆线的长度，再加上摆球的半径C．偏角不要超过5°，将摆球拉到最大位移处释放同时快速按下秒表开始计时D．为了精确测量单摆的周期，起码要测量小球做100次全振动所用的时间B实验中单摆摆长等于摆球半径与摆线长度之和，应先用游标卡尺测出摆球直径；然后把单摆悬挂好，再用米尺测出单摆自然下垂时摆线长度，摆球半径与摆线长度之和是单摆摆长，故A错误，B正确；偏角不要超过5°，以保证单摆做简谐振动；将摆球拉到最大位移处释放，等摆球到达最低点时快速按下秒表开始计时，C错误；为了精确测量单摆的周期，可测几十次全振动所用的时间t，但不强制要求大于100次，D错误．(3)某同学实验时改变摆长,测出多组摆长L和对应的周期T的数据,作出L－T2图线,得到一条过原点的直线,如果直线的斜率为k,则求得重力加速度g＝________.但实际操作时，该同学漏加了小球半径，如果他仍作出L－T2

图线，通过直线斜率来计算重力加速度，则测量结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)．4π2k不变例2在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：(1)用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g＝________.(2)如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，那么单摆摆长是________．(3)如果测定了40次全振动的时间如图乙中秒表所示，那么秒表读数是________s，单摆的摆动周期是________s.87.40cm75.31.88例2在做“用单摆测定重力加速度”的实验时：(1)用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g＝________.(2)如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，那么单摆摆长是________．(3)如果测定了40次全振动的时间如图乙中秒表所示，那么秒表读数是________s，单摆的摆动周期是________s.87.40cm75.31.881．(多选)在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是(

)A．选细线作为摆线B．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内C．拴好摆球后，令其自然下垂时测量线长为摆长D．计时起止时刻，选在最大摆角处AB课堂达标2．(多选)在“探究单摆周期与摆长关系”的实验中，下列做法正确的是 (

)A．应选择伸缩性小、尽可能长的细线做摆线B．用刻度尺测出细线的长度并记为摆长lC．在小偏角下让单摆摆动D．当单摆经过平衡位置时开始计时，测量一次全振动的时间作为单摆的周期T

AC3．(多选)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出如下建议，其中对提高测量结果精确度有利的是(

)A．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．当单摆经过最高位置开始计时AC4．某同学在做“用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.5cm摆球直径为2.0cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，则：(1)单摆摆长为________cm.(2)为了提高实验精确度，在实验室中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出一组对应的L与T的数据，再以L为横坐标，T2为纵坐标，将所得数据连成直线，并求得该直线的斜率为k，则重力加速为________．98.5备用工具&资料3．(多选)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出如下建议，其中对提高测量结果精确度有利的是(

)A．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．当单摆经过最高位置开始计时AC1．(多选)在“用单摆测重力加速度”的实验中，下列措施中可以提高实验精度的是(

)A．选细线作为摆线B．单摆摆动时保持摆线在同一竖直平面内C．拴好摆球后，令其自然下垂时测量线长为摆长D．计时起止时刻，选在最大摆角处AB课堂达标3．实验器材铁架台及铁夹、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、秒表、