2.5 用单摆测量重力加速度 (共24张PPT) 课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 第二章 机械振动 第5节 用单摆测量重力加速度 曾经有个广东人到瑞士旅游，看到摆钟很漂亮，就买了一个回家，但是回到广东之后发现摆钟计时不准了，而在瑞士买的时候是很准的。后来就打电话投诉，但经过鉴定摆钟的质量是没有问题的。那问题出现在哪里？摆钟是走慢了还是走快了？如何进行校准呢？ 根据单摆的周期公式 我们知道，这里摆长不变的情况下，一定是重力加速度g发生了变化。 测量重力加速度的物理意义 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。 1. 会依据单摆周期公式确定实验思路。 2. 能设计实验方案，会正确安装实验装置并进行实验操作。 3. 能正确使用刻度尺测量单摆的摆长，能正确使用停表测量单摆的振动周期。 4. 能正确处理数据，测出当地的重力加速度。 5. 能从多个角度进行实验误差分析。 二 、实验思路 利用单摆测当地的重力加速度． 单摆在摆角小于5°时的振动可近似为简谐运动， 由T＝2π，得g＝ 只要测出单摆的摆长 l 和周期 T，就可以求出当地的重力加速度． 一 、实验目的 三、实验装置 铁架台（带铁夹），中心有孔的金属小球，约1m长的细线，米尺，游标卡尺（选用），停表 PK PK PK 有弹力 无弹力 √ √ √ 2.物理量的测量 （1）摆长的测量 方法一：用刻度尺直接侧量小球球心与悬挂点之间的距离作为摆长。 方法二：用刻度尺先测量悬挂点与小球上端之间的距离，再测量悬挂点与小球下端之间的距离，则可得摆长 四、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。 方法三 ①用米尺量出悬线长，准确到毫米。 ②用游标卡尺测摆球直径 算出半径r，也准确到毫米。 ③摆长：。 0 5 10 0 1 （2）测周期 用停表测量单摆的周期。 方法①：测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测值。 方法②：测量单摆做多次全振动（例如几十次）的时间，然后通过计算求出它的周期的测量值． 思考：以上用停表测量单摆的周期，哪种方法比较好？为什么？ 方法②可以减少停表的测量误差，是最优方法。 3. 求重力加速度：把测得的周期和摆长的数值代入公式，求出重力加速度g的值来。 4. 多次测量求平均值：改变摆长，重做几次实验。计算出每次实验的重力加速度。最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度。 2分7.6秒 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 秒表的读数 秒表的读数 1分51.4秒 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 五、数据分析 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。设计如表所示实验表格 实验次数 摆长l(m) 周期T(s) 加速度g(m/s2) g的平均值 1 2 3 平均值法 由T＝2π 得T2＝ l 作出T2－l图像，即以T2为纵轴，以l为横轴。其斜率 ，由图像的斜率即可求出重力加速度g。 图像法 六、误差分析 1、系统误差 主要来自于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，摆球和摆长是否符合要求，最大摆角是否不超过5，是否在同一竖直平面内摆动等。 2、偶然误差 （ 1 ）主要来自于时间测量，测量时间时要求从摆球通过平衡位置开始计时，在记次数时不能漏记或多记。同时应多次测量，再对多次测量结果求平均值。 （ 2 ）测长度和摆球直径时，读数也容易产生误差。秒表读数读到秒的十分位即可。 七、注意事项 1．选择细线时应选择细、轻而且不易 ... ...