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课件网) 实验9 用单摆测定重力加速度 第七章 2023 内容索引 01 02 03 强基础 增分策略 增素能 精准突破 练思维 迁移运用 强基础 增分策略 2.实验器材:单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表。 3.进行实验 (1)做单摆:取约1 m长的细丝线穿过带中心孔的小钢球,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,让摆球自然下垂,如图所示。 不要绕接在铁架台上 (2)测摆长:用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D,则单摆的摆长l=L+ 。 小摆角 (3)测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度,然后释放小球,记下单摆摆动30~50次的总时间,算出平均每摆动一次的时间,即为单摆的振动周期。 (4)改变摆长,重复实验。 4.数据分析处理 方法一:计算法。 方法二:图像法。 5.注意事项 (1)悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证悬点固定。 (2)单摆必须在同一平面内振动。 (3)在摆球摆到平衡位置处时开始计时,并数准全振动的次数。 (4)小球自然下垂时,用毫米刻度尺量出悬线长L,用游标卡尺测量小球的直径,然后算出小球的半径r,则摆长l=L+r。 (5)选用1 m左右的细线。 6.误差分析 类型 产生原因 减小方法 偶然 误差 测量时间(单摆周期)及摆长时产生误差 ①多次测量再求平均值 ②从单摆经过平衡位置时开始计时 系统 误差 主要来源于单摆模型本身 ①摆球要选体积小,密度大的 ②最大摆角一般要小于5° 易错辨析 (1)摆长测定后,摆动计数过程中摆线松动,对测量结果没影响。( ) (2)用刻度尺测量悬线的长度,将其作为单摆的摆长。( ) (3)为方便测量,可以让单摆的振幅尽可能大。( ) (4)释放摆球,当摆球经过平衡位置开始计时,记下摆球做50次全振动所用的时间t,则单摆的周期T= 。( ) × × × √ 应用提升1.在做“用单摆测重力加速度”的实验时,某同学测得悬线长为99.20 cm,摆球直径为1.60 cm,π2≈9.86。 甲 乙 (1)若摆球运动到最低点开始计时,且记数为1,到第81次经过最低点所用的时间如图乙所示,则停表读数为 s。 (2)根据测得的实验数据可知,重力加速度的大小g= m/s2。(结果保留小数点后两位) (3)实验结束后,该同学发现他测得的重力加速度比当地重力加速度的数值大,其原因可能是 。(填选项前字母) A.计数结束时停表太迟按下 B.把摆动n次,误记为(n+1)次 C.单摆的悬点未固定紧,摆动中出现松动,使摆线增长 答案 (1)80.0 (2)9.86 (3)B (3)根据 可知,若计数结束时停表太迟按下,则T偏大,g偏小,A错误。若把摆动n次,误记为(n+1)次,则T偏小,g偏大,B正确。若单摆的悬点未固定紧,摆动中出现松动,使摆线增长,则计算值L偏小,g偏小,C错误。 2.用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示。 (1)组装单摆时,应在下列器材中选用 。(填选项前字母) A.长度为1 m左右的细线,直径为2 cm左右的铁球 B.长度为30 cm左右的细线,直径为2 cm左右的塑料球 (2)选择好器材,将符合实验要求的摆球用细线悬挂在铁架台横梁上,应采用图 (选填“乙”或者“丙”)所示的固定方式。 甲 (3)甲同学用游标卡尺测得摆球的直径为d,用停表测得摆球完成N次全振动所用的时间为t,用刻度尺测得摆线长为l0,根据以上数据,可得到当地的重力加速度g为 。 解析 (1)为减小空气阻力的影响,组装单摆时,应选择密度较大的铁球而不是塑料球,为减小周期测量误差,应选择长度为1 m左右的细线作为摆线,故选A。 (2)图丙方式单摆摆动过程中摆线容易松动,故应选择图乙方式。 增素能 精准突破 考点一 教材原型实验 典例1.某同学用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示。 (1)对测量原理的理解正确的是 。 (2)为了利用单摆较准确地测出重力加速度,应当选用的器材有 ... ...
