2011届高考物理单元总复习课件.ppt

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1、第三单元实验：用单摆测定重力加速度一、实验目的1．学会用单摆测定当地的重力加速度．2．加深对单摆振动周期公式的理解．3．学会使用秒表秒表使用简介：(1)认识秒表：秒表有各种规格，它们的构成和使用方法略有不同．一般的秒表有两根针，长针是秒针，每转一圈是30s，短针是分针．(2)使用方法：首先要上好发条，它上端的按钮是用来开启和止动秒表的，第一次按压，秒表开始计时；第二次按压，指针停止计时，指示出两次按压之间的时间；第三次按压，两指针返回零刻度处．(3)读数：所测时间超过半分钟时，半分钟的整数倍部分由分针读出，不足半分钟的部分由秒针读出，总时间为两针示数之和．三、

2、实验器材长约1m的细丝线一根，通过球心开有小孔的金属球一个，带有铁夹的铁架台，毫米刻度尺、秒表、游标卡尺．四、实验步骤(一)仪器安装1．让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个结，做成单摆．如图1所示．2．把线的上端用铁夹固定在铁架台上，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，在单摆平衡位置处做上标记．如图1所示．图1(二)测量3．测摆长：用米尺量出摆线长l，精确到毫米，用游标卡尺测出小球直径D，也精确到毫米；则单摆的摆长l′＝l＋.4．测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°)，然后释放小球，记下单摆摆动30～50次的总时间，算出平均每

3、摆动一次的时间，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．(三)数据处理方法1：将测得的几次的周期T和摆长l代入公式g＝中算出重力加速度g的值，再算出g的平均值，即为当地的重力加速度的值．6．分析与比较：将测得的重力加速度的值与当地的重力加速度比较，分析误差产生的原因．图2五、注意事项1．选择材料时应选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1m，小球应选密度较大的金属球，直径应较小，一般不超过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，以免摆动发生摆线下滑，摆长改变．3．注意摆动时控制摆线偏离

4、竖直方向不超过10°.4．摆球摆动时，要使之保持在同一竖直面内，不要形成圆锥摆，检查摆是否在同一个平面内应从侧面观察摆的摆动情况．5．计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球应从同一方向通过做有标志的最低点时计数，并且采用倒数到0开始记时计数的方法，即…4、3、2、1、0，在数到“0”时同时按下秒表开始记时计数．6．要测出30到50次全振动的时间，取平均值的办法求周期．六、误差分析1．本实验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，振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的摆动以及测量摆长是否出现失误等等，只

5、要注意到了这些，就可使系统误差减小到远远小于偶然误差的程度．2．本实验的偶然误差主要来自于时间(即单摆的周期)的测量上，为了准确，应采取倒计时的方法测量全振动的次数，同时应多次测量振动次数．3．本次实验中进行长度(摆线长、摆球直径)的测量时读数读到毫米位即可，秒表读数读到秒的十分位即可．【例1】　在用单摆测定重力加速度实验中，单摆的摆角θ应__________，从摆球经过__________开始计时，测出n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺量出摆线长为L，用游标卡尺测出摆球直径为d.(1)用上述数据的符号写出测量重力加速度的一般表达式g＝__________.(

6、2)实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是(　　)A．实验室地下可能有大型磁铁矿脉B．单摆所用的摆球太重C．测出n次全振动的时间为t，误作为(n＋1)次全振动的时间进行计算D．以摆球直径和摆线长度之和作为摆长进行运算分析：根据单摆做简谐运动条件及单摆周期进行判断．解析：当摆角θ＜10°时，单摆的振动才可以认为是简谐运动；摆球经过平衡位置时速度大，用时少，计时误差小，并且平衡位置容易确定．(2)根据(1)可知g偏大的原因可能是：T偏小，l偏大，所以CD选项正确．磁铁矿对钢球有向下的引力，g值比正常偏大，A正确．摆球的质量对T和g无影响，B错．

7、答案：小于10°　平衡位置【例2】　(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g＝__________.如果已知摆球直径为2.00cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图3(甲)所示，那么单摆摆长是______．如果测定了40次全振动的时间如图(乙)中秒表所示，那么秒表读数是________s．单摆的振动周期是________s.图3(2)某同学在实验中，测量5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图象，并利用图线求重力加速度．l/m0.50.80.91.01

8、.2T/s1.421.791.902.