人教版（2019）高中物理选择性必修一 2.5 实验：用单摆测量重力加速度 课件（20张PPT）

2.5 实验:用单摆测量重力加速度 人教版（2019） 高二年级物理 选择性必修1 第二章 机械振动 由此可得： 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. 一、实验原理 单摆在偏角很小(如小于5°)时的摆动，可以看成是简谐运动，其周期为： 二、实验器材 1.长约1m的细线（质量不计，不可伸长） 2.带孔的小铁球（体积小，质量大） 3.带有铁夹的铁架台 4.毫米刻度尺 5.秒表 6.游标卡尺 三、实验步骤 1. 做单摆：取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后用夹子固定在桌边的铁架台上，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。 则摆长????=????+????????； ? 2.测摆长： (1)在摆球自然下垂的情况下，用米尺 量出悬线长L； (2)用游标卡尺测摆球直径d， L 0 5 10 0 1 0 5 10 0 1 10.5mm 0 10 20 0 1 2 3 9.40mm 3．测周期： 把单摆从平衡位置拉开小角度(小于5°)，释放小球，倒数3、2、1、0，并按下秒表，摆球通过平衡位置时开始计时，用秒表测量n次全振动的时间t，则单摆振动周期T＝????????. ? 一次全振动：每次同方向通过O算一次. 0 1 2 3 T= ???????? ? 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 内侧：分针 3min 外侧：秒针36.3s t= 3×60+36.3 =216.3s 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 127.6S 111.4S 0 31 2 33 4 35 6 37 8 39 41 10 43 12 14 45 16 47 18 49 20 51 22 53 24 26 55 57 28 59 0 1 2 6 7 8 9 10 11 3 4 5 12 13 14 4．变摆长：改变摆长，重复三次实验，测出相应的摆长l 和周期T，填入表中。 5．整理实验器材。 {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验次数 摆长L/m 周期T/s 重力加速度g/(m/s) 重力加速度平均值g/(m/s) 1 2 3 学生 实验 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。 结论：用单摆测得本地重力加速度为 四、数据分析 2.图像法： 由周期公式： 得 斜率： 四、数据分析 五、误差分析 1.系统误差： 单摆模型是否符合要求(悬点、摆球、摆线、摆角、竖面摆） 2．偶然误差： （1）时间测量误差：平衡位置开始计时，不能漏记或多记。多次测量，结果再求平均值。 （2）测量线长和摆球直径时，读数产生误差。 六、注意事项 细线轻质无弹性 小球质点选β大 悬点固定勿缠绕 小角摆动从平计（θ≤5℃） 周期多次更精确 摆长勿忘球半径（l=L+r） 单摆不是圆锥摆 1．在“用单摆测定重力加速度”实验中： （1）用游标卡尺测实验所用的匀质小球的直径D，如图所示，则小球的直径D是_____mm。 （2）下列做法正确的是_____。（填正确答案的标号） A．为减少误差应选用轻质小球 B．记录摆球完成一次全振动的时间 C．选用的细线应细、质量小，且不易伸长 D．从摆球到达最高位置时开始计时 12.5 C 2.如图a所示，搭建实验装置时，要用铁夹夹住摆线上端，这样做的主要目的是（_____） A．便于测量单摆摆长 B．便于测量单摆周期 C．确保摆动时摆长不变 D．确保摆球在竖直平面内摆动 C 3.某同学的操作步骤如下，其中正确的是_____。 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L，摆长为L再加上摆球半径 C．在摆线偏离竖直方向15°位置释放小球 D．让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度 AB 课堂小结 一、实验原理 二、实验器材 三、实验步骤 1. 做单摆 2.测摆长 4．变摆长 3．测周期 5．理器材 四、数据分析 1.公式法 2.图像法 五、误差分析 六、注意事项 作业布置 完成试吧练习 ... ...