2018版高中物理第1章机械振动第5节用单摆测定重力加速度教师用书粤教版选修3_4 (2)

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1、第五节用单摆测定重力加速度1．(3分)单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是(　　)A．摆线质量不计B．摆线长度不伸缩C．摆球的直径比摆线长度短得多D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动【解析】　单摆由摆线和摆球组成，摆线只计长度不计质量，摆球只计质量不计大小，且摆线不伸缩，A、B、C正确．但把单摆作为简谐运动来处理是有条件的，只有在摆角很小(θ<10°)的情况下才能视单摆运动为简谐运动．【答案】　ABC2．(3分)在探究单摆振动周期的实验中，操作上错误或不合理的有(　　)A．取单摆的最大偏角大于5°B．摆球摆动到最高点开始计时C．防止

2、摆球在水平面内做圆周运动或椭圆运动D．测出的摆线长就是摆长E．在平衡位置启动秒表，并开始计数，当摆球第30次经过平衡位置时制动秒表，若读数为t，则T＝【解析】　回答此题应知道单摆做简谐运动的条件及全振动的含义．A．单摆应保证偏角小于5°，做简谐运动．B．应在通过最低点时开始计时，误差较小．C．摆长应为摆线长加摆球半径．D．如此计数，则T＝，应在摆球经过平衡位置时开始计时，在摆球下一次以相同方向通过平衡位置时，计数为1.【答案】　ABDE3．(4分)两个质量相等的弹性小球分别挂在l1＝1.00m，l2＝0.25m的细绳上，两球重心等高，如图1－5－1

3、所示．现将B球在竖直面内拉开一个较小的角度放开后，从B球开始运动计算，经过4s两球相碰的次数为(　　)图1－5－1A．3次　　　　　　B．4次C．5次D．6次【解析】　先计算两球运动的周期，T1＝2π＝2s，T2＝2π＝1s.从B开始运动经，即0.25s第一次相碰，并经，即1s第二次相碰；再经，即0.5s第三次相碰，可推证到第5次相碰共用时3.25s，到第六次相碰共用时4.25s，故C项正确．【答案】　C课标导思1．知道秒表，游标卡尺的使用方法及读数．2．了解用单摆测定重力加速度的实验目的，理解实验原理．3．掌握用单摆测定重力加速度的方法.学生P1

4、1一、实验目标1．实验目的学会用单摆测定当地的重力加速度的方法．2．能力目标掌握对测量出的摆长和周期进行数据处理的两种方法，并会进行误差分析．二、实验原理测出单摆的摆长l和周期T，代入g＝可以求出单摆所在地的重力加速度．三、实验器材小钢球、细绳、铁架台(带铁夹)、毫米刻度尺、游标卡尺、秒表等．四、实验步骤1．做单摆(1)让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结．(2)把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，在单摆平衡位置处作上标记．2．测摆长用毫米刻度尺量出悬线长l′，精确到毫米；用游标

5、卡尺测量出摆球的直径D，精确到毫米；则l＝l′＋，即为单摆的摆长．3．测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足摆角小于5°，然后由静止释放摆球，当单摆摆动稳定后，过平衡位置时用秒表开始计时，测量30次～50次全振动的时间．计算出平均摆动一次的时间，即为单摆的振动周期T.4．算重力加速度(1)应用公式g＝计算重力加速度的值．(2)改变摆长，重复实验三次，计算重力加速度的平均值．5．分析和比较将测得的重力加速度的值和当地的重力加速度比较，分析产生误差的原因．学生P11一、实验的数据处理及误差分析1．平均值法每改变一次摆长，测量并记录一组数据，计算出一

6、个g值，然后取平均值作为g的测量值．2．图象法即用横轴表示摆长l，用纵轴表示T2，将实验所得数据在坐标平面上标出，应该得到一条倾斜直线，直线的斜率k＝.这是在众多的实验中经常采用的科学处理数据的重要方法．(1)改变摆长测得数据填入下表l/mT/sT2/s2(2)根据上表数据在图1－5－2中拟合图线图1－5－2(3)求出图象的斜率k，即可求得g：g＝4π2/k＝4π2·Δl/ΔT2.3．误差分析产生原因减小方法系统误差单摆模型本身是否符合要求选择符合条件的球、线，保证小球在竖直平面内摆动偶然误差时间的测量不准从摆球经过平衡位置时开始计时，不能漏计或多

7、计全振动次数【特别提醒】　由于Δl与小球半径r是否计入摆长无关，所以实验时，如果摆球的重心并不在球心或没有合适的工具测量r时，可以不测摆长，通过测摆长长度变化量来计算g值，这就可以免去对摆球重心位置的测定不准导致的误差.二、实验中的注意事项1．测周期的方法(1)要从摆球过平衡位置时开始计时．(2)要测多次全振动的时间来计算周期．2．构成单摆的条件细线的质量要小，弹性要小，球要选用体积小、密度大的小球，摆角不能超过5°.3．要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放．4．摆长是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球

8、半径．为使摆长测量准确，减小误差，可以用刻度尺进行如图1－5－3所示的测量，l＝求得摆长．摆线上端要固定好，以免摆动过程中