第二章第4节 实验_用单摆测量重力加速度 高中物理教科版选择性必修第一册（60页PPT）

(课件网) 第二章 机械振动 第4节 实验：用单摆测量重力加速度 _____ _____ 1.知道用单摆测量重 力加速度的实验目的 和实验原理. 2.会使用停表和游标 卡尺，熟悉实验操作. 3.能用多种方法处理 实验数据. 4.会分析实验误差来 源，知道减小实验误 差的方法. 新知课丨必备知识解读 知识点1 实验：用单摆测量重力加速度 必做实验 知识点2 实验注意事项和误差分析 1 注意事项 2 误差分析 释疑惑 重难拓展 知识点3 测量重力加速度的创新实验方案 1 将单线摆改为双线摆 将单线摆改为双线摆，如图2-4-1所示，以防止摆球在摆动过程中形成圆锥摆. 图2-4-1 2 用自动计数代替人工计数 人工计数时，需要在摆球经过最低点时按下停表，但是在实际操作中，经常会 过早或过晚按下停表，导致误差较大，因此可以用自动计数代替人工计数. 如图2-4-2甲所示，在摆球运动的最低点位置的左右两侧分别放置一激光光源与 光敏电阻，光敏电阻与某一自动记录仪相连，该仪器可以显示光敏电阻的阻值 随时 间 变化的曲线，如图乙所示.摆球摆动到最低点时，挡住激光使得光敏电阻的阻值增 大，从时刻开始，再经过两次挡光完成一个周期，故该单摆的振动周期为 . 学思用·典例详解 例3-1 （上海高考题）在“用单摆测量重力加速度”实验中，使用下列实验器材. （1）A. 的细线 B. 的弹性绳 C.带孔的小铁球 D.带孔的软木球 E.光电门传感器 应选用哪种绳___，应选用哪种球___，光电门的摆放位置为_____（选填“最高点” 或“最低点”）. A C 最低点 【解析】为减小实验误差，应选择轻质不可伸长的细线作为摆线，摆线选择A；为 减小阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的摆球，摆球应选C；应从摆球经过 最低点时开始计时，光电门应摆放在最低点. （2）如图2-4-3为光电门传感器电流强度与 的图像，则周期为___. C 图2-4-3 A. B. C. D. 【解析】一个周期内单摆两次经过最低点，由图示图线可知，单摆周期 ， 故C正确. 解题课丨关键能力构建 题型 用单摆测量重力加速度的实验数据处理和误差分析 例2 （2025·北京市第五十五中学期中）某班同学们用单摆测量重力加速度，实验装 置如图2-4-4甲所示. （1）第一组同学在测量单摆的周期时，从单摆运动到最低点开始计时且记数为1， 到第次经过最低点所用的时间为.在测量单摆的摆长 时，先用毫米刻度尺测得摆 球悬挂后的摆线长（从悬点到摆球的最上端），再用螺旋测微器测得摆球的直径为 （读数如图乙所示）. ①从图乙可知，摆球的直径为_____ . 5.980 【解析】从题图乙可知，摆球的直径为 ； ②该小组的一位同学认为单摆周期为 ，并由此计算当地的重力加速度，若该小 组其他操作都正确，他们的测量结果将_____.（选填“偏大”“偏小”或“不变”） 偏大 【解析】实验中，单摆的周期为 ，该小组的一位同学认为单摆周期为 ，则周期的测量值偏小，根据，解得 ，可知他们的测量结 果将偏大. （2）第二组同学经测量得到6组摆长和对应的周期，画出 图线，然后在图 线上选取、两个点，如图丙所示.则当地重力加速度的表达式 _____.处理 完数据后，该组同学发现在计算摆长时用的是摆线长度而未计入小球半径，这样 _____（选填“影响”或“不影响”）重力加速度的计算. 不影响 【解析】根据，解得，结合图像，可得 ， 解得；该组同学在测量摆长时，忘记了加摆球的半径，但 图像 的斜率并没有受到影响，则不会影响重力加速度的计算. （3）在测量时，第三组同学操作失误，致使摆球不在同一竖直平面内运动，而是在 一个水平面内做圆周运动，如图丁所示，这时如果测出摆球做这种运动的周期，仍 用单摆的周期公式求出重力加速度，则求出的重力加速度与重力加速度的实际值相 比_____（ ... ...