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课件网) 实验：用单摆测量重力加速度 人教版 选择性必修1 新知导入 了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义。为此,就需要了解测量重力加速度的方法。 如何测量重力加速度呢？ 新知讲解 1、物体可以看做单摆的条件？ 悬点： 不可伸缩，质量不计，长度远大于小球直径 固定 细线： 摆球： 体积小，质量大 摆角： 小于5° 新知讲解 得 只要测出单摆的摆长L和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值。 单摆做简谐运动时，其周期为： 2、利用单摆测重力加速度的原理是什么？ 新知讲解 3、其中涉及到的摆长L和周期T怎么测量？ （1）测摆长： 用米尺量出悬线长L，精确到毫米 用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，也准确到毫米 摆长为L+r （2）测周期： 把单摆从平衡位置拉开一个角度（＜5°）释放，用秒表测量单摆的周期。 思考：①怎样才能减小测量L和T的误差？ ②为了测量周期，摆球到达哪个位置的时刻作为计时开始与停止的时刻比较好？ 新知讲解 用秒表测量单摆完成30次全振动（或50次）所用的时间t，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。 T= t / n 应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻 若经过平衡位置的次数为n次，周期应为多少？ 新知讲解 4、请简述实验步骤？ （1）做单摆：让细线的一端穿过摆球的小孔，然后打一个比孔大的线结，制成一个单摆. （2）测摆长：摆长为l=l线+d/2 （3）测周期：应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻 （4）数据处理 （5）重复几次实验。 新知讲解 实验步骤 （1）做单摆：取约1米长的线绳栓位小钢球，然后固定在桌边的铁架台上。 × (6) 新知讲解 （2）测摆长： 摆长为L+r L 0 5 10 0 1 新知讲解 （3）测周期：把单摆从平衡位置拉开一个角度（＜5o）放开它。 用秒表测量单摆的周期。以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻。 新知讲解 （4）数据处理 ①平均值法：每改变一次摆长，将相应的l和T代入公式 中求出g值，最后求出g的平均值.如下表处理数据： 实验次数 摆长（m） 时间 振次 周期 周期平均值 重力加速度g l线 d l t/s n T/s 新知讲解 ②图像法： 由 得 作出T2-l图像，即以T2为纵轴,以l为横轴.其斜率 由图像可计算出斜率，可求出重力加速度 新知讲解 5、分组完成实验 新知讲解 6、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;是单摆还是复摆;球、线是否符合要求;振动是圆锥摆还是同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等。 2、本实验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,不能多记或漏记振动次数。为了减小偶然误差,应进行多次测量后取平均值。 提高实验精度从两个方面入手： (1)尽可能准确地测量出摆长和周期； (2)多次改变摆长,重做实验得到多组数据,并用图像法处理数据。 新知讲解 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2 cm； 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或悬点不固定，摆长改变的现象； ③注意摆动时摆角不易过大，不能超过5 ，以保证单摆做简谐运动； ④摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆； ⑤测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。 ⑥为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求平均值 。 7、本实验有哪些注意事项？ 课堂练习 1、(1)物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验,他们依照教材实验直接测量的物理量应为 ... ...
