实验探究单摆运动用单摆测定重力加速度

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1、考情案例导析实验探究单摆运动　用单摆测定重力加速度实验理论指导知能演练提升(1)了解单摆运动的特点。(2)用单摆测定当地的重力加速度。中心有小孔的金属小球、长约1米的细线、铁架台(带铁夹)、刻度尺、秒表、游标卡尺。(1)做单摆：让细线的一端穿过小球的小孔，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。且在单摆平衡位置处作标记，如图实－1所示。图实－1(4)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单

2、摆做30～50次全振动的总时间，算出平均每次全振动的时间，即为单摆的振动周期。反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。(5)改变摆长，重做几次实验。(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)摆长要待悬挂好球后再测，不要先测再系小球，因为悬挂摆球后细绳难免有伸长形变。(3)计算摆长时要将悬线长加上摆球半径，不要漏掉加摆球半径。(7)要从平衡位置计时，不要在摆球达到最高点时开始计时，因单摆经过平衡位置时速率最大，又有标志易于观察，计时准确。而单摆在最高点速率

3、为零，在其附近速率甚小，滞留时间不易确定，引起的时间误差较大。(8)要准确记好摆动次数，不要多记或少记次数。(1)本实验的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的振动等。(2)本实验的偶然误差主要来自时间的测量，因此，要从摆球通过平衡位置时开始计时，不能多计或漏计振动次数。[例1](2011·福建高考)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，测量结果如图实－3所示，则该摆球的直径为__

4、____图实－3__cm。[答案](1)0.97(2)C图实－4(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(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。l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.79

5、1.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84[答案](1)87.50cm75.21.88(2)ABC(3)图像见解析g＝9.86m/s2[例3]在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，若摆球在垂直纸面的平面内摆动，为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电图实－5阻，如图实－5所示。光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t变化图线如图实－6所示，则该单摆的振动周期为________。若

6、保持悬点到小球顶点的绳长不变，改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验，则该单摆的周期将________(填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的Δt将________(填“变大”、“不变”或“变小”)。图实－6[答案]2t0变大　变大点击此图片进入“知能演练提升”