25实验用单摆测定重力加速度课件高二上学期物理人教版选择性

2.5实验：用单摆测量重力加速度第二章机械振动一、情境导入：小明从广州搬家到北京，把家中的摆钟也带了过去。在广州准的摆钟到了北京后不准了。经检查鉴定摆钟的质量没有问题，这是为什么呢？

重力加速度变大，摆钟的周期变小（偏快），需要调整摆长进行校准。T=2π提示：摆钟计时原理选自必修一2.4自由落体运动

了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义。为此，就需要了解测量重力加速度的方法。求重力加速度的方法有哪些？根据自由落体运动公式h=gt2求解这节课我们利用单摆周期公式来测量重力加速度。根据平抛运动求解……思考：二、用单摆测量重力加速度当摆角较小时（θ<50），单摆做简谐运动。原理1、实验思路要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？想一想测出摆长

和周期T便可以计算出g问题1

应选择什么样的材料来制作单摆？提示：选细而不易伸长的线，长度约为1m；选密度大、直径小的金属球。PKPK有弹力无弹力问题2应该如何选择悬挂方式？2、实验装置问题3摆长如何测量？直接测摆长方法2：用刻度尺量出从悬点到小球上端的悬线长l线，再用游标卡尺测量出摆球的直径d。L线+051001方法1：用刻度尺直接测量小球球心与悬挂点之间的距离，如图所示。思考：两种测摆长的方法，哪种误差更小呢？3、物理量的测量1、测量周期时，摆球到达哪个位置时开始计时？2、单摆的周期往往较小，如何较为准确地测量周期？在摆球经平衡位置时开始计时。

用秒表测量单摆完成n次全振动所用的时间t，再求出完成一次全振动的平均时间，这就是单摆的周期，即：T＝t/n。问题4周期如何测量？最大位移不易观察1、把单摆从平衡位置拉开一个角度(＜5o)放开；2、当小球经过最低点时开始计时(计时结束)；3、测量n次（测量30～50次）全振动的时间t。

周期为T=031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314周期的测量1.结构：（1）启动和停止按钮A（2）复位按钮B。（3）分刻度盘和分针：量程15min，精确度0.5min（4）秒刻度盘和秒针：量程1（0.5）min，精确度0.1s2.操作：（1）按压按钮A一次，开始计时；按压两次，终止计时。（2）开始读数。（3）按压按钮B，秒表复位，分、秒指针均指“0”刻度3.读数：（1）先读分针示数，单位min（整数min）。（2）再读秒针示数（分针未过半格读0~30s示数，分针已过半格读30s~60s示数）。（3）计时时间=分针示数+秒针示数.0分24.5秒=24.5s思考：周期的测量是本实验的主要误差来源之一，实验中我们也在尽量减小实验误差，我们还可以怎样减小误差呢？提示：测量工具，测量方法利用光电门传感器利用手机自带传感器（1）选材

摆线：细轻、不易伸长；小球：密度较大、直径较小。（3）操作

单摆悬线上端固定牢固，以免摆动时摆长改变；摆线偏离竖直方向的角度不超过5°；摆球在同一个竖直平面内摆动，不可形成圆锥摆。（2）摆长测量

用刻度尺测出摆线长度l线，用游标卡尺测量出摆球的直径d，则单摆的摆长l＝l线＋

。4、实验操作及注意事项（4）周期的测量

用秒表测出单摆做n（30～50）次全振动所用的时间t，

则周期T＝

。测量时应从摆球通过平衡位置时开始计时、计数。（5）改变摆长多次测量

将单摆的摆长变短或变长，重复实验三次。5、数据处理每改变一次摆长，将相应的L和T代入公式中求出g值，最后求出g的平均值。实验次数摆长l(m)周期T(s)加速度g(m/s2)g的平均值1

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方法1：平均值法方法2：图像法g=T2=L如果要求用图像法来测定重力加速度，哪么应该如何建立坐标系？1.04320.80.50l/mT2/s2作出T2-L图像：斜率k=g=优点：有效排除误差较大的数据思考：通过作图会发现，图像可能会与理论有一定的偏差，这是什么原因呢？请课下分组讨论产生a，c的原因？

2．偶然误差（1）时间测量误差不可避免，要求摆球通过平衡位置开始计时，次数不漏记或多记。同时应多次测量，再对多次测量结果求平均值。（2）测长度和摆球直径时，读数也容易产生误差。6、误差分析三、习题巩固例(多选)某同学利用单摆测的g值偏大，造成的原因可能是()A.摆球质量太大了B.量摆长时从悬点量到球的最下端C.计算摆长时忘记把小球半径加进去D.计算周期时，将(n-1)次全振动误记为n次全振动BDg=四、课堂小结：用单摆测量重力加速度实验思路实验装置物理量的测量数据处理T=2πg=