2013高考物理复习 高效学习方略 实验13 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度课件.ppt

《2013高考物理复习 高效学习方略 实验13 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、三、实验器材带孔小钢球1个、线绳1条(约1m长)、毫米刻度尺、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台．四、实验步骤1．做单摆取约1m长的细丝线穿过带孔的小钢球，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，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂．六、误差分析1．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，摆球是否可看作质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等．只要注意了上面这些问题，就可以使系统误差减小到远小于偶然误差

2、而忽略不计的程度．2．偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上．因此，要注意测准时间(周期)．要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒计时计数的方法，即4,3,2,1,0,1,2，…在数“零”的同时按下秒表开始计时．不能多计或漏计振动次数．为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值．七、注意事项1．选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm.2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象．3．

3、注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过10°.可通过估算振幅的办法掌握．4．摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆．5．计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标记．以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数．要点一实验数据处理【例1】在“用单摆测重力加速度”的实验中，(1)某同学的操作步骤为：a．取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上b．用米尺量得细线长度lc．在摆线偏离竖直方向

4、5°位置释放小球d．用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期T＝t/n解析(1)单摆摆长为摆线长度与小球半径之和，因该同学将偏小的摆长代入公式计算，所得重力加速度的测量值偏小于实际值．(2)为验证该关系式，需要测量单摆在任意摆角θ时的周期T′，根据公式与图象的函数关系式可推导得到摆角θ＝0°时横轴的截距为T0.【答案】(1)偏小(2)T′(或t、n)、θT′要点二实验基本原理(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

5、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T2l图线，并利用此图线求重力加速度．l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84【答案】(1)87.40cm75.21.88(2)ABC(3)如图所示9.86m/s2【规律方法】本题易出现的错误：(1)本题中测

6、摆长时很容易将刻度尺的示数误认为摆长，而忽略了球的半径．(2)在读秒表时，错误的估读，秒表是齿轮传送，不需估读．(3)利用图象处理数据时，不是借助图象的斜率，而是利用数据表中的一组或两组数据，从而导致出现较大误差．1．对于用单摆测定重力加速度的实验，下列说法中正确的是()A．摆长应为摆线长加上小球直径B．小球应在同一竖直平面内振动，摆角不大于10°C．计时起点应选小球通过平衡位置时D．用秒表测30～50次全振动的时间，计算出平均周期解析BCD摆长应为摆线长加小球的半径，故A错．单摆只在同一平面内振动，且摆角不大于

7、10°时，小球才做简谐运动，B正确．从平衡位置计时，且多测几次取平均值测量的周期误差较小，故C、D正确．2．在用单摆测重力加速度的实验中，实际上要改变摆长多次测量，求g的平均值．下表是甲、乙两个同学设计的记录计算表，你认为正确的是()甲次数1234平均值LT－g＝乙A．只能是甲B．只能是乙C．甲、乙均可D．甲、乙均不可次数1234平均值L－T－g解析B在做一次实验时，必须保持摆长不变，而把几次实验中不同摆的摆长取平均没有意义．同样，几次实验中摆长不同时，其摆动周期不同，利用几次的周期取平均值也没有意义，故图表中只

8、能取乙，即B正确．二、非选择题(共88分)3．(8分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，选用的器材有：________.(只填序号)A．带夹子的铁架台B．带小孔的实心木球C．带小孔的实心钢球D．秒表E．长约1m的细线F．长约10cm的细线G．毫米刻度的米尺H．游标卡尺I．螺旋测微器J．天平解析单摆振动时，要求空气阻力远小于摆球的重力．这样，在摆球外形一样大小时，摆球密度