实验1探究单摆的振动周期

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1、实验1探究单摆的振动周期实验目的探究单摆振动周期的影响因素。实验器材铁架台、铁夹、一组质量不同的带小孔的金属小球、游标卡尺、细绳（长lm左右）、米尺（分度值为1mm）、电子秒表、教学用的量角器。实验设计与步骤笨实验采用变量控制法对各个因素进行探究。测量周期:用机械秒表测量30〜50个完全振动周期所用时间,用总个数除以总时间即可得单个周期。测量摆长：用米尺测量摆线的长度，用游标卡尺测量小球的直径，摆长等于摆线长度加小球的半径，摆长通常取50〜120cm。小球的质量用电子秤测量，摆角用教学用的量角器测量。1.在摆长和摆角不变的情况下，改变摆球的质量（更换不同质

2、量的摆球），在表7.2-1中几率周期和质量。2.在摆长和摆球的质量不变的情况下，改变摆角的小大小（摆角0W5。,单摆做简谐运动，但通常的实验中0W10°）,在表7.2-2中记录周期和摆角。3.在摆角和摆球的质量不变情况下，改变摆长（更换不同长度的摆线），在表7.2-3中记录周期和摆长。实验结果与分析1・单摆的振动周期与摆球质量的关系（见表7.2-1）表721摆线长度l=0.8165m,摆角6=5实验次数1234摆球的质量0.0280.0110.0080.005M/kg周期T/s1.811.801.791.76实验分析：在摆长和摆角不变的情况下，改变摆球的质

3、量对单摆的振动周期没有影响。2.单摆的振动周期与摆如的关系（见表7.2-2）表7.2-2摆长l=0.8165m,摆球质量M=0.028kg实验次数1234摆角9/°3579周期T/s1.761.751.781.83实验分析：在摆长和摆球的质量不变的情况下，改变摆角的大小对单摆的振动周期没有影响。3单摆的振动周期与摆长的关系（见表7.2-3）表7.2-3摆角0=5°,摆球质量M=O.O28kg实验次数123456摆长1/m0.50650.60750.71650.81650.88951.0115周期T/s1.431.561.701.81.1.932.01实验分

4、析：在摆角和摆球的质量不变的情况下，随着摆长的增大，单摆的振动周期也随着增大。可以设想周期与摆长的关系为下列中的一种：T^l,Tocl2,Toe.//,分别用图象法作出以上三种图像，分别如图7.2-2、图7.2-3和图7.2-4所示。根据图像可看出，T—弄的图像是一条直线，即单摆振动的固有周期与摆长的一•次方根成正比。问题与思考1.单摆摆动的振幅很小时，单摆的振动可以看作是简谐运动，为什么？2.为什么单摆的摆长通常选取50〜120CM,而不更短或者更长一些呢？3.本实验的偶然误差主要来自实践（即蛋白周期）的测量上，因此要注意准确地测量时间。从单摆振幅就容易

5、衰减。4.为了减少误差，为什么至少要测30〜50个完全周期所用时间，而不是少测一些或多测一些呢?