鲁科版高中物理选择性必修第一册第2章第4节科学测量用单摆测量重力加速度课件（43页ppt）+学案

(课件网) 第4节　科学测量：用单摆测量重力加速度 第2章　机械振动 1．用单摆测量重力加速度。 2．会用秒表测量时间。 3．能分析实验误差的来源，并能采用适当方法减小测量误差。 实验目标 必备知识·自主预习储备 二、实验器材 长约1 m的细线、开有小孔的金属小球、带有铁夹的铁架台、刻度尺、秒表、游标卡尺。 三、实验步骤 1．取长约1 m的细线，细线的一端连接小球，另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自由下垂，如图所示。 实验装置示意图 实验次数 摆长l/m 周期T/s 重力加速度g/(m·s-2) g的平均值 1 2 3 五、注意事项 1．选择材料时应选择细而不易伸长的线，比如用单根尼龙丝、丝线等，长度一般不应短于1 m，小球应选用密度较大的金属球，直径最好不超过2 cm。 2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时摆线下滑、摆长改变。 3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5°。 4．摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。 5．计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低点时开始计时，以后摆球应从同一方向通过最低点时计数，要多测几次全振动的时间，用取平均值的办法求周期。 六、误差分析 1．本实验的系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的振动，以及测量哪段长度作为摆长等。 2．本实验的偶然误差主要来自时间(单摆周期)的测量上。因此，要注意测准时间(周期)，要从摆球通过平衡位置开始计时，最好采用倒数计时计数的方法，不能多记或漏记振动次数。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。 3．本实验在长度(摆线长、摆球的直径)的测量中，读数读到毫米位即可，时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可。 关键能力·情境探究达成 (1)用游标卡尺测量小钢球的直径，示数如图所示，读数为_____ mm。 18.6　 abe [解析]　(1)该游标尺为十分度的，根据读数规则可读出小钢球直径大小为18 mm＋6×0.1 mm＝18.6 mm。 (2)根据用单摆测量重力加速度的实验要求可判断正确的为abe。 类型二　数据处理和误差分析 【典例2】　利用单摆可以测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小球，做成单摆。 (1)若已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图乙所示，则单摆摆长是_____m。 (2)在某次测量时，将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后在小球某次经过平衡位置时开始计时，经过25个全振动时停止计时，测量结果如图丙所示。则秒表测得的时间t＝_____s，计算出单摆周期T＝_____s。 100.0 0.875 0 4.0 (3)为了提高测量精度，需多次改变l值，并测得相应的T值。现将测得的六组数据标示在以l为横坐标，以T 2为纵坐标的坐标系上，即图中用“·”表示的点，则： 试根据图中给出的数据点作出T 2和l的关系图线，根据图线可求出g＝_____m/s2。图线不过原点，_____(选填“会”或“不会”)影响重力加速度的测量。(取π2＝10，结果保留2位有效数字) 见解析图 10 不会 类型三　创新实验设计 【典例3】　在“利用单摆测重力加速度”的实验中。 (1)从下列器材中选择最合适的器材_____(填写器材代号)。 A．小铁球 B．小塑料球 C．20 cm长的细线 D．100 cm长的细线 E．手表 F．时钟 G．秒表 ADG (2)若实验测得的g值偏大，可能的原因是_____。 A．摆球的质量太大 B．测摆长时，仅测了线长，未加小球半径 C．测周期时，把n次全振动误记为(n＋1)次 D．摆球上端未固定牢固，振动中出现松动(摆长变长) C (3)某同学想进一步验证单摆的周期和 ... ...