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1、1實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?1)探究單擺的運(yùn)動(dòng)探究單擺的運(yùn)動(dòng)(2)學(xué)會(huì)用單擺測(cè)重力加速度學(xué)會(huì)用單擺測(cè)重力加速度3實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材帶孔帶孔1個(gè)、線繩個(gè)、線繩1條條(約約1 m長(zhǎng)長(zhǎng))、毫米刻度尺、毫米刻度尺、秒表、秒表、帶鐵夾的鐵架臺(tái)、帶鐵夾的鐵架臺(tái)小鋼球小鋼球游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺(即時(shí)鞏固解析為教師用書獨(dú)有即時(shí)鞏固解析為教師用書獨(dú)有)考點(diǎn)考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)過(guò)程1實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟(1)做單擺做單擺讓線的一端穿過(guò)小球的小孔，然后打一個(gè)比小孔大讓線的一端穿過(guò)小球的小孔，然后打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)一些的結(jié)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上并把鐵架臺(tái)放在把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上并把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊實(shí)驗(yàn)桌邊(如圖所示

2、如圖所示)使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記(3)測(cè)周期：將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度，且滿足測(cè)周期：將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度，且滿足擺角小于擺角小于10，然后釋放擺球，當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后，過(guò)平衡，然后釋放擺球，當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后，過(guò)平衡位置時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí)，測(cè)量位置時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí)，測(cè)量3050次全振動(dòng)的時(shí)間計(jì)算次全振動(dòng)的時(shí)間計(jì)算出平均擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期出平均擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期T.(4)改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)改變擺長(zhǎng)測(cè)得數(shù)據(jù)填入下表：改變擺長(zhǎng)測(cè)得數(shù)據(jù)填入

3、下表：l/mT/sT2/s2根據(jù)上表中數(shù)據(jù)作出圖線根據(jù)上表中數(shù)據(jù)作出圖線(2)平均值法：每改變一次擺長(zhǎng)，測(cè)量一組數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值法：每改變一次擺長(zhǎng)，測(cè)量一組數(shù)據(jù)，計(jì)算一個(gè)一個(gè)g值多測(cè)幾組，求值多測(cè)幾組，求g的平均值的平均值3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)(1)為減小誤差，要從擺球過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)為減小誤差，要從擺球過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)(2)要測(cè)多次全振動(dòng)的時(shí)間來(lái)計(jì)算周期要測(cè)多次全振動(dòng)的時(shí)間來(lái)計(jì)算周期(3)構(gòu)成單擺的條件：細(xì)線的質(zhì)量要小，彈性要小，球構(gòu)成單擺的條件：細(xì)線的質(zhì)量要小，彈性要小，球要選用體積小、密度大的小球，擺角不能超過(guò)要選用體積小、密度大的小球，擺角不能超過(guò)10.(4)要使擺球在同一豎直面內(nèi)

4、擺動(dòng)，不能形成圓錐擺要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng)，不能形成圓錐擺(5)測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)應(yīng)在把擺球吊起后靜止時(shí)，從懸點(diǎn)起量到測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)應(yīng)在把擺球吊起后靜止時(shí)，從懸點(diǎn)起量到擺球的球心擺球的球心4誤差分析誤差分析(1)系統(tǒng)誤差：主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要系統(tǒng)誤差：主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求，即懸點(diǎn)是否固定，球線是否符合要求，振動(dòng)是圓錐擺還求，即懸點(diǎn)是否固定，球線是否符合要求，振動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)的振動(dòng)等是在同一豎直平面內(nèi)的振動(dòng)等(2)偶然誤差：主要來(lái)自時(shí)間的測(cè)量上因此，要從擺偶然誤差：主要來(lái)自時(shí)間的測(cè)量上因此，要從擺球通過(guò)平衡位置開始計(jì)時(shí)，不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)球通過(guò)平衡位置開始計(jì)時(shí)，

5、不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)(3)減小偶然誤差的方法：通常采用兩種方法：減小偶然誤差的方法：通常采用兩種方法：多次多次測(cè)量求平均值；測(cè)量求平均值；圖象法圖象法 【案例【案例1】(2008上海高考上海高考)在在“用單擺測(cè)重力加速用單擺測(cè)重力加速度度”的實(shí)驗(yàn)中，的實(shí)驗(yàn)中，(1)某同學(xué)的操作步驟為：某同學(xué)的操作步驟為：a取一根細(xì)線，下端系住直徑為取一根細(xì)線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端的金屬小球，上端固定在鐵架臺(tái)上固定在鐵架臺(tái)上b用米尺量得細(xì)線長(zhǎng)度用米尺量得細(xì)線長(zhǎng)度lc在擺線偏離豎直方向在擺線偏離豎直方向5位置釋放小球位置釋放小球d用秒表記錄小球完成用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間次全振動(dòng)的總時(shí)間

6、t，得到周，得到周期期Tt/n按上述方法得出的重力加速度值與實(shí)際值相比按上述方法得出的重力加速度值與實(shí)際值相比_(填填“偏大偏大”“”“相同相同”或或“偏小偏小”)若某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到了如圖所示的圖線，則圖象中若某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到了如圖所示的圖線，則圖象中的橫軸表示的橫軸表示_【解析】【解析】(1)單擺擺長(zhǎng)為擺線長(zhǎng)度與小球半徑之和，單擺擺長(zhǎng)為擺線長(zhǎng)度與小球半徑之和，因該同學(xué)將偏小的擺長(zhǎng)代入公式計(jì)算，所得重力加速度的測(cè)因該同學(xué)將偏小的擺長(zhǎng)代入公式計(jì)算，所得重力加速度的測(cè)量值偏小于實(shí)際值量值偏小于實(shí)際值(2)為驗(yàn)證該關(guān)系式，需要測(cè)量單擺在任意擺角為驗(yàn)證該關(guān)系式，需要測(cè)量單擺在任意擺角時(shí)的周時(shí)的周期

7、期T，根據(jù)公式與圖象的函數(shù)關(guān)系式可推導(dǎo)得到擺角，根據(jù)公式與圖象的函數(shù)關(guān)系式可推導(dǎo)得到擺角0時(shí)橫軸的截距為時(shí)橫軸的截距為T0.【答案】【答案】(1)偏小偏小(2)T(或或t、n)、T(1)如果已知擺球直徑為如果已知擺球直徑為2.00 cm，讓刻度尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，讓刻度尺的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，擺線豎直下垂，如圖甲所示，那么單擺擺長(zhǎng)是擺線的懸點(diǎn)，擺線豎直下垂，如圖甲所示，那么單擺擺長(zhǎng)是_如果測(cè)定了如果測(cè)定了40次全振動(dòng)的時(shí)間如圖乙中秒表所次全振動(dòng)的時(shí)間如圖乙中秒表所示，那么秒表讀數(shù)是示，那么秒表讀數(shù)是_s單擺的擺動(dòng)周期是單擺的擺動(dòng)周期是_s.(2)如果測(cè)得的如果測(cè)得的g值偏小，可能的原因是值偏小，可能

8、的原因是_(填寫代填寫代號(hào)號(hào))A測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，忘記了擺球的半徑測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，忘記了擺球的半徑B擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了度增加了C開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)早按下開始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)早按下D實(shí)驗(yàn)中誤將實(shí)驗(yàn)中誤將39次全振動(dòng)次數(shù)記為次全振動(dòng)次數(shù)記為40次次(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量6種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期，記錄表格如下：動(dòng)周期，記錄表格如下：以以l為橫坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，作出為縱坐標(biāo)，作出T2l圖線，并利用此圖圖線，并利用此圖線求重力加速度線求重力加速度l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84【答案】【答案】(1)87.40 cm75.21.88(2)A、B、C(3)如圖所示如圖所示9.86 m/s2【誤區(qū)警示】【誤區(qū)警示】本題易出現(xiàn)的錯(cuò)誤：本題易出現(xiàn)的錯(cuò)誤：(1)本題中測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)很容易將刻度尺的示數(shù)誤認(rèn)為擺本題中測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)很容易將刻度尺的示數(shù)誤認(rèn)為擺長(zhǎng)，而忽略了球的半徑長(zhǎng)，而忽略了球的半徑(2)在讀秒表時(shí)，錯(cuò)