實驗十二探究單擺的運動

實驗十二探究單擺的運動第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理一、實驗?zāi)康挠脝螖[測定重力加速度．第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理三、實驗器材長約1m的細線、帶有小孔的稍重的金屬球、帶有鐵夾的鐵架臺、毫米刻度尺、秒表、游標卡尺．第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理四、實驗步驟1．做單擺取約1m長的細絲線穿過帶孔的小鋼球，并打一個比小孔大一些的結(jié)，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上，并把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂．第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理3．測周期將單擺從平衡位置拉開一個角度(小于10°)，然后釋放小球，記下單擺擺動30次～50次的總時間，算出平均每擺動一次的時間，即為單擺的振動周期．反復(fù)測量三次，再算出測得周期數(shù)值的平均值．4．改變擺長，重做幾次實驗．第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理圖11－3－1第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理6．分析與比較將測得的重力加速度的值與當?shù)氐闹亓铀俣缺容^，分析誤差產(chǎn)生的原因．第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理五、實驗中應(yīng)注意的事項1．測周期的方法(1)開始計時位置：平衡位置，此處的速度大，參考位置易確定，最高點位置不確定，速度小，誤差大．第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理2．選材料時應(yīng)選擇細、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.3．單擺擺線的上端不可隨意繞在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺球擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象．4．注意控制單擺擺動時擺線與豎直方向的夾角不超過10°，且擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺．第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理圖11－3－2第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理六、實驗誤差的來源及分析1．本實驗系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求，即：懸點是否固定，是單擺還是復(fù)擺，球、線是否符合要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪段長度作為擺長等等．只要注意了上述這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠遠小于偶然誤差而可忽略不計的程度．第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理2．本實驗偶然誤差主要來自時間(即單擺周期)的測量上，因此要注意測準時間(周期)，要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒數(shù)計時計數(shù)的方法，不能多記或漏記振動次數(shù)．為了減小偶然誤差，應(yīng)進行多次測量后取平均值．第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日基礎(chǔ)知識梳理七、實驗改進將單擺改為雙線擺如圖11－3－3所示，以防止單擺在擺動過程中形成圓錐擺．圖11－3－3第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析題型一游標卡尺的讀數(shù)及g的求法例1在“用單擺測定重力加速度”的實驗中圖11－3－4第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析(1)實驗時用20分度的游標卡尺測量擺球直徑，示數(shù)如圖11－3－4甲所示，該擺球的直徑d＝________mm.(2)接著測量了擺線的長度為l0，實驗時用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則重力加速度的表達式為g＝________(用題目中的物理量表示)．第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析【解析】

(1)從游標卡尺上讀出擺球直徑d＝14.15mm第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析題型二對實驗操作的考查例2在“用單擺測定重力加速度”的實驗中，(1)測擺長時，若正確測出懸線長l和擺球直徑d，則擺長為___________；(2)測周期時，當擺球經(jīng)過________位置時開始計時并計數(shù)1次，測出經(jīng)過該位置N次(約60～100次)的時間為t，則周期為________．第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析此外，請你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計一個實驗，粗略測出重力加速度g，并參照示例填寫下表(示例的方法不能再用)．A．天平B．刻度尺C．彈簧測力計D．電磁打點計時器E．帶夾子的重錘F．紙帶G．導(dǎo)線若干H．鐵架臺I．低壓交流電源J．低壓直流電源K．小車L．螺旋測微器M．斜面(高度可調(diào)，粗糙程度均勻).第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析所選器材(只填器材序號)簡述實驗方法(不要求寫出具體步驟)示例B、D、E、F、G、H、I安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨重錘豎直下落．用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)，處理數(shù)據(jù)，得出結(jié)果實驗設(shè)計第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析【解析】本題考查用單擺測定重力加速度的原理，擺長和周期的測定、儀器的選取、方法步驟等．第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析所選器材(只填器材序號)簡述實驗方法(不要求寫出具體步驟)實驗設(shè)計一A、C、E用彈簧測力計稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質(zhì)量m，則g＝G/m實驗設(shè)計二B、D、F、G、I、K、M安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑．用刻度尺測出所需數(shù)據(jù)．改變斜面高度再測一次．利用兩次數(shù)據(jù)，由牛頓第二定律算出結(jié)果第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析題型三數(shù)據(jù)處理和誤差分析例3(2008年高考天津卷)某同學(xué)利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到球心的距離當作擺長圖11－3－5第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日高頻考點例析L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期T，畫出L－T2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐標如圖11－3－5所示．他采用恰當?shù)臄?shù)