實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度.ppt

實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度,一、學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度。 二、實(shí)驗(yàn)思考題： 1、用單擺測量重力加速度是根據(jù)什么物理原理？重力加速度的計(jì)算式是怎樣的？ 2、該實(shí)驗(yàn)需要測量哪些量？各用什么測量工具？讀數(shù)各有幾位數(shù)字？計(jì)算出來的重力加速度一般是幾位有效數(shù)字？（三位）,3、單擺應(yīng)選用什么樣的球？什么樣的線？線長度應(yīng)當(dāng)在什么范圍內(nèi)？（小于或等于100cm） 4、怎樣保證小球的擺動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)？小球擺成圓錐擺，對(duì)周期有什么影響？(變?。?5、測量擺長用什么測量工具？有必要用卡尺或千分尺嗎？ 6、怎樣測量單擺周期？從何處開始計(jì)時(shí)？到何處停止計(jì)時(shí)？測30-50個(gè)周期有什么好處？ 7、秒表怎樣讀數(shù)？短針怎樣讀數(shù)？長針怎樣讀數(shù)？要不要估讀？ 8、刻度尺長度只有30cm，怎樣測重力加速度？,三、解答實(shí)驗(yàn)思考題，并做總結(jié)：,1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脝螖[測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?2、實(shí)驗(yàn)原理： 單擺做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為 ，故有 ,因此測出單擺的擺長和振動(dòng)周期T， 就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊臄?shù)值。 3、實(shí)驗(yàn)器材： 帶孔小鋼球一個(gè)，約1m長的細(xì)繩一條，鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺；,4、實(shí)驗(yàn)步驟：,做單擺：取約1米長的細(xì)繩穿過帶孔的小鋼球，并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后拴在桌邊的支架上。 用米尺量出懸線長l，準(zhǔn)確到毫米，用游標(biāo)卡尺測擺球直徑，算出半徑r，也準(zhǔn)確到毫米，則擺長為l+r（注意懸線長即擺線長的量法）。 把單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度放開它，用秒表測量單擺完成30次全振動(dòng)（或50次）所用的時(shí)間，求出完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，這個(gè)平均時(shí)間就是單擺的周期。反復(fù)測量三次，再算出測得周期數(shù)值的平均值。 把測得的周期（用平均值）和擺長的數(shù)值代入公式，求出重力加速度g的值來。,5、注意事項(xiàng)：,選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm； 單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑，擺長改變的現(xiàn)象； 注意擺動(dòng)時(shí)擺角不能過大； 擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺； 測量就從球通過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，因?yàn)樵诖宋恢脭[球速度最大，易于分辨小球過此位置的時(shí)刻。,實(shí)驗(yàn)操作,一、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) 二、相關(guān)練習(xí)題 1、測定重力加速度時(shí)： 擺球就選用體積小、密度大的金屬小球，擺線宜選用不易伸長輕細(xì)線。 測擺線的長度用米尺，要求準(zhǔn)確到毫米，測小球直徑用游標(biāo)卡尺，要求準(zhǔn)確到毫米，測量擺動(dòng)30-50次時(shí)間用秒表。 此外，還需要配備鐵架臺(tái)和鐵夾。,2、某同學(xué)測定的g的數(shù)值比當(dāng)?shù)毓J(rèn)值大，造成的原因可能是。,擺球質(zhì)量太大了 擺長太長了； 擺角太大了（擺角仍小于10）； 量擺長時(shí)從懸點(diǎn)量到球的最下端； 計(jì)算擺長時(shí)忘記把小球半徑加進(jìn)去； 擺球不是在豎直平面內(nèi)做簡諧振動(dòng)，而是做圓錐擺運(yùn)動(dòng)； 計(jì)算周期時(shí)，將（n-1）次全振動(dòng)誤記為n次全振動(dòng)；,3、為了提高周期的測量精度，下列哪些做法是可取的？ B C,A、用秒表直接測量一次全振動(dòng)的時(shí)間； B、用秒表測30至50次全振動(dòng)的時(shí)間，計(jì)算出平均周期； C、在平衡位置啟動(dòng)秒表和結(jié)束計(jì)時(shí)； D、在最大位移處啟動(dòng)秒表和結(jié)束計(jì)時(shí)； E、用秒表測100次全振動(dòng)時(shí)間，計(jì)算平均周期； F、在平衡位置啟動(dòng)秒表，并開始計(jì)算，當(dāng)擺球第30次經(jīng)過平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，若讀數(shù)為t，則T=t/30。（n=14.5次全振動(dòng)）,4、將一單擺裝置豎直懸掛于某一深度為h(未知)且開口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外)，如圖甲所示.將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放，設(shè)單擺擺動(dòng)的過程中懸線不會(huì)碰到筒壁，如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心的距離L，并通過改變L而測出對(duì)應(yīng)的擺動(dòng)周期T，再以T2為縱軸、L為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象，那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.,(1)現(xiàn)有如下測量工具：A.時(shí)鐘；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺.本實(shí)驗(yàn)所需的測量工具有 . (2)如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2L關(guān)系圖象如圖所示，那么真正的圖象應(yīng)該是a、b、c中的 . (3)由圖象可知，小筒的深度h m，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭 m/s2.,解析：(1)測量筒的下端口到擺球球心之間的距離L，用到毫米刻度尺，測單擺的周期用秒表，所以測量工具選B、D. (2)設(shè)擺