《实验：用单摆测量重力加速度》课件--人教版物理选择性必修一

(课件网) 实 验 用单摆测量重力加速度 目 录 1. 实验思路 2. 实验装置 3. 实验步骤 4. 数据分析 1.根据单摆周期公式，确定实验思路。 2.能设计实验方案，正确安装实验器材，规范实验操作。 3.正确使用刻度尺和停表。 4. 处理数据，测重力加速度。 5.正确进行实验误差分析。 学习目标 想一想 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。 如何测量重力加速度呢？ 问 题 知识回顾 单 摆 小球：质量大、体积小 摆线：不可伸缩、质量忽略、足够长 摆角：小于5° 悬点：固定 O A A 一、实验思路 当摆角很小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式： 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。 思考与讨论 根据需要测量的物理量，即单摆的摆长L和振动周期T 思考：如何设计实验装置？ 如何选择实验器材？ 怎样才能减小实验误差？ 测摆长 用刻度尺量出悬线长L线 摆长为L=L线+r 0 5 0 1 用游标卡尺量小球直径d=2r 课堂练习 1．如图所示的三把游标卡尺，它们的游标尺从上至下分别为10分度、20分度、50分度，它们的读数依次为 mm， mm， mm。 17.7mm 23.85mm 3.18mm 课堂练习 2.读出下面各螺旋测微器的读数，甲 mm，乙 mm，丙 mm。 4.040mm 1.100mm 3.515mm 测摆长 注 意：细绳的悬挂方式 测周期 把单摆从平衡位置拉开一个小于5°的角，由静止释放，用停表测量单摆的周期。 不估读！！！ 用秒表测量单摆完成30次~50次全振动所用的时间t，求出完成一次全振动所需要的时间T，这个平均时间就是单摆的周期。 2、应以摆球通过最低位置时开始计时 1、若经过平衡位置的次数为n次，则周期为 注意： 铁架台、铁夹、金属小球（有孔）、细线（1m左右）、停表、刻度尺、游标卡尺 二、实验装置 1、让细线穿过摆球上的小孔，打个结，制成一个单摆； 3、用刻度尺测摆线长L线，用游标卡尺测出摆球直径d/2， 则摆长为L=L线+d/2； 4、把摆球拉开一个小角度，摆球经最低点计时开始， 测出30~50次全振动的时间，算出周期； 5、数据处理，求出重力加速度； 6、改变摆长，重复实验。 三、实验步骤 2、固定铁夹，把单摆上端固定在铁夹上，在最低点做标记； 四、数据分析 1、公式法 根据公式 ，将多组L和T代入方程求出g的值， 再求g的平均值。 2、图像法 根据公式 作出T2-L图像，即以T2为纵轴,以L为横轴。其斜 率 ，由图像可计算出斜率，再求出重力加速度 。 1、开始计时时，停表的按下的过早（晚），使得测量的周期偏大（小），导致重力加速度g的测量值偏小（大）。 误差分析 2、摆线上端的悬点不固定，出现了松动，使得摆长的测量值偏大，导致重力加速度g的测量值偏小 3、摆球不是在竖直平面内做简谐运动，而是在水平面内做圆锥摆运动，导致重力加速度g的测量值偏大 4、在计算摆长时，没有加入小球的半径，即认为摆线长就是摆长 如果利用公式法求解的重力加速度g，导致测量值偏小 如果利用图像法求解的重力加速度g，导致测量值不变 1、选择细轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右 小球应选用密度大、直径小的金属球； 2、单摆悬线的上端固定，以免摆长改变； 3、摆动时摆角不能超过5 ； 注意事项 4、摆球摆动时，要在同一个竖直平面内； 5、球通过最低点时开始计时； 6、为了减少偶然误差，多次测量求平均值 。 注意事项 课堂练习 3．利用如图1所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验． (1)实验室有如下器材可供选用： A．长约1 m的细线 B．长约1 m的橡皮绳 C．直径约2 cm的均匀铁球 D．直径约5 cm的均匀木球 E ．秒表 F ．时钟 G ．10分度的游标卡尺 H ．最小刻度为毫米的米 ... ...