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课件网) 实验：用单摆测量重力加速度 第 4 节 [三步]学通实验1 感悟多彩的实验方案——— 思维要“活” [三步]学通实验2 把握常见的命题视角——— 规律要“通” 01 02 CONTENTS 目录 [三步]学通实验3 科学有效的训练设计——— 训练要“实” 03 [三步]学通实验1 感悟多彩的实验方案———思维要“活” 实验目的 1.用单摆测量重力加速度。 2.会使用停表测量时间。 3.能分析实验误差的来源，并能采用适当方法减小误差。 一、本版教材实验理清楚 实验原理 单摆在摆角很小(小于5°)时的摆动，可以看成做简谐运动。其周期为T=2π，由此可得g=。据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。 实验器材 细线、带孔小球、铁架台、刻度尺、游标卡尺、停表等。 实验步骤 1.做单摆：将线的下端穿过摆球的小孔，并打一比孔大的结，然后把线的上端用铁夹固定于铁架台上，让摆球自由下垂。 2.测摆长：用1 m长的刻度尺测出摆线长度l线，用游标卡尺测量出摆球的直径d，则单摆的摆长l=l线+。 3.测周期：将摆球从平衡位置拉至一个小于5°角的位置，然后由静止释放摆球，当单摆振动稳定后，过平衡位置时开始用停表计时，测量N次(一般取30~50次)全振动的时间t，则周期T=。 4.变摆长：将单摆的摆长变短(或变长)，重复实验多次，测出相应的摆长l和周期T。 数据处理 1.平均值法：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。 设计如下所示实验表格 实验次数 摆长l/m 周期T/s 重力加速度 g/(m·s-2) 重力加速度g的 平均值/(m·s-2) 1 g= 2 3 2.图像法：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k=，由图像的斜率即可求出重力加速度g。 误差分析 系统误差 主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即：悬点固定是否牢固， 摆球是否可看成质点，球、线是否符合要求，摆动 是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等。只要注意了上面这些问题,就可以使系统误差减小到远小于偶然误差而达到忽略不计的程度。 偶然误差 主要来自时间(即单摆周期)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,并采用倒计时计数的方法，即4，3，2，1，0，1，2，…在数“零”的同时按下停表开始计时,不能多计或漏计振动次数。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。 续表 注意事项 1.选择材料时应选择细、轻又不易伸缩的线，长度一般在1 m 左右，摆球应选用密度较大的金属球，直径应较小，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，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。 3.注意摆动时控制摆线偏离竖直方向的角度不超过5°，可通过估算振幅的办法掌握。 4.摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。 (一)鲁科版教材实验方案 [差异解读] 1.实验原理与实验方案与教科版实验方案相同。 2.对应平衡位置在桌子上设置了标记，测量更准确。 3.用秒表测量时间，不同于教科版用停表测量。 二、他版教材实验多融通 (二)粤教版教材实验方案 [差异解读] 1.实验原理与实验方案与教科版实验方案相同。 2.对应平衡位置，在桌子上设置了记号， 并手拿铅笔作了标记。 3.用秒表测量时间，不同于教科版用停表 测量。 [三步]学通实验2 把握常见的命题视角——— 规律要“通” [典例1] 在“用单摆测量重力加速度”的实验中： (1)某同学制作了如图所示的甲、乙、丙三个单 摆,你认为他应选用_____图所示的单摆来做实验。 命题视角一 实验原理与操作 乙 [解析] 单摆在摆动过程中，空气等对它的阻力要尽量小，甚至忽略不计，所以摆球选铁球；摆线要尽可能细一些，摆长不 ... ...
