2.5　实验：用单摆测量重力加速度课件(共22张PPT)2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

(课件网) 新人教版 选择性必修一 第二章 机械振动 第5节 实验 用单摆测重力加速度 新课引入 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都有十分重要的意义，为此，就需要了解测量重力加速度的方法？ 理论上，与重力有关的物理现象都可以测量重力加速度，如自由落体运动。 今天，我么利用单摆来测量重力加速度！ 二、光的折射 学习任务一：实验思路 惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。我们也可以采用同样的办法，测量所在地区的重力加速度数值。当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得 想一想，要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？ 二、光的折射 学习任务一：实验思路 1.铁架台及铁夹 2.中心有孔的小钢球 3.不易伸长的细线 4.秒表 5.有毫米刻度的米尺 6.游标卡尺 二、光的折射 学习任务二：物理量的测量 1.摆长的测量 用米尺量出从悬点到小球上端的悬线长l0，再用游标卡尺测量出摆球的直径d， 二、光的折射 学习任务三：物理量的测量 2.周期的测量 （1）.表盘构造： 内侧表盘与外侧表盘 （2）.工作原理： 内侧表盘：反映分针读数t1，转一周是15分钟，每1大格为1分钟，分成前后两部分，指针在1~2之间t1=1分，指针在2~3之间t1=2分，以此类推…… 外侧表盘：反映秒针读数t2，转一周是30s，转两周为60s，每大格为1秒钟，分成10小格，读到0.1s，不需要估读。若分针在前半部分，秒针为0~30.0s，若分针在后半部分，秒针为30.0~60.0s。 （3）.读数公式：t= 分针读数(t1)+秒针读数(t2)，例如：2分38.2秒，12.3秒…… 二、光的折射 学习任务三：物理量的测量 4.周期的测量 方法一：测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测量值。 方法二：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。 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 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 1分51.4秒 二、光的折射 学习任务三：实验操作 （1）.让细线的一端穿过金属小球的小孔，做成单摆. （2）.把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示. （3）.用毫米刻度尺量出摆线长度l′，用游标卡尺测出金属小球的直径，即得出金属小球半径r，计算出摆长l. 1.实验步骤 二、光的折射 学习任务三：实验操作 （4）.把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t，计算出单摆的振动周期T. （5）.根据单摆周期公式，计算当地的重力加速度. （6）.改变摆长，重做几次实验. 二、光的折射 学习任务四：实验操作 （1）．选择细线时应选择细、轻而且不易伸长，长度约1米左右的细线，小球应选密度较大、半径较小的金属球。 （2）．单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁架台的杆上， 以免造成悬点不固定，摆长变化的现象。 （3）．测量摆长时应注意是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。 （4）．要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。 （5）．要注意控制摆球的最大摆角不超过5 。 （6）．计算单摆的振动次数时，应从小球通过最低位置时开始计时，同方向再次通过最低位置时，计数为1 、 2 …… （7）．改变悬线长度多次测量，最后求出g的平均 ... ...