2.4用单摆测量重力加速度 课件-高中物理粤教版（2019）选择性必修第一册(共33张PPT)

(课件网) 用单摆测量重力加速度 用单摆测量重力加速度 1 学习任务一 理解实验原理，进行实验操作（A层） 3 学习任务三 创新实验方案，探索更多实验途径（C层） 2 学习任务二 处理实验数据，进行误差分析（B层） 新课引入：航拍中国 中国部分城市的重力加速度 北京市g=9.8015m/s2 武汉市g=9.7936m/s2 台北市g=9.7904m/s2 学习任务一：理解实验原理，进行实验操作 如何测量一座城市的重力加速度？ 一、实验目的 用单摆测量重力加速度 三百多年前，荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯在巴黎，通过单摆测出了该地区重力加速度的准确值。 单摆 理想模型 摆角小于5° 周期公式 学习任务一：理解实验原理，进行实验操作 二、实验原理 学习任务一：理解实验原理，进行实验操作 三、实验器材 游标卡尺 毫米刻度尺 秒表 测什么？ 单摆装置 摆长L 周期T 学习任务一：理解实验原理，进行实验操作 四、实验步骤 1.放置实验装置 2.测量摆长和周期 3.改变摆长，重复做几次实验，将数据记录在表上。 4.处理实验数据，进行误差分析。 1.放置实验装置 摆长长些好还是短些好？为什么？ 长些好，周期长，时间误差较小。 1.放置实验装置 方法一：把装有摆球的摆线缠绕在钉子上 方法二：用夹子固定住摆线 1.放置实验装置 “课室”单摆制作完成 摆球 固定点 摆线 仰视图 确保单摆在竖直平面内自由摆动 1.放置实验装置 摆角小于5° l0 s 5° 平衡位置 摆球静止时，用红色粉笔标注平衡位置 2.测量摆长 d=18+28 0.02=18.56mm 摆球半径 2.测量摆长 摆长=0.97778m 绳长l0=0.9685m 3.测量周期 问题一：如何测量周期？单次测量可行吗？ 测出30~50次全振动的时间，再算出平均周期。 问题二：记录振动次数时，需要设置计时起点，应以哪个位置为好？ 平衡位置。 3.测量周期 4.改变摆长，重复做几次实验，将数据记录在表上。 1 2 3 4 5 6 学习任务二：处理实验数据，进行误差分析 五、处理实验数据 方法一：平均值法 方法二：图像法 9.7256m/s2 摆球半径d=9.28mm=0.00928m 均为50次全振动 方法一：平均值法 方法二：图像法 由周期公式T若以T2为纵轴，L为横轴，建立直角坐标系，得出的将是怎样的图像？ 斜率k=常量，因此图象是一条过原点的直线。 方法二：图像法 k= g=9.7237m/s2 学习任务二：处理实验数据，进行误差分析 方法一：平均值法 方法二：图像法 六、误差分析 我市g=9.7883m/s2 g=9.7256m/s2 g=9.7237m/s2 学习任务二：处理实验数据，进行误差分析 产生原因 改进方案 系统误差 主要来源于单摆模型本身 1.器材：选择体积小、质量大的摆球和弹性较小的摆绳。 2.装置： 固定悬挂点。 3.操作：摆角不大于5°，确保在同一竖直平面内摆动。 偶然误差 测量时间、摆长的误差 1.测量：正视刻度尺读数；全振动次数应多一些；多组测量求平均。 2.采用更新型的实验仪器，创新实验方案。 学习任务三：创新实验方案，探索更多实验途径 Tracker 用于物体运动视频分析处理的开源软件。利用Tracker分析物体运动视频，可迅速得出物体的多种运动参数，如速度，加速度，周期等。 学习任务三：创新实验方案，探索更多实验途径 Tracker视频分析软件 架设拍摄设备 学习任务三：创新实验方案，探索更多实验途径 学习任务三：创新实验方案，探索更多实验途径 Tracker计算结果分析 =3.160rad/s L=0.97778m 误差率仅为0.2513% 我市g =9.7883m/s2 计算值g’=9.7637m/s2 学习任务三：创新实验方案，探索更多实验途径 学生活动：Phyphox手机物理工坊 Phyphox 手机物理工坊 学习任务三：创新实验方案，探索更多实验途径 总结与反思 讨论与改进 学习任务三：创新实验方案，探索更多实验途径 摆长L=36.8厘米 学习任务三：创新实验方案 ... ...