實(shí)驗(yàn)十二探究單擺的運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)十二探究單擺的運(yùn)動(dòng)第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠脝螖[測定重力加速度．第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理三、實(shí)驗(yàn)器材長約1m的細(xì)線、帶有小孔的稍重的金屬球、帶有鐵夾的鐵架臺(tái)、毫米刻度尺、秒表、游標(biāo)卡尺．第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理四、實(shí)驗(yàn)步驟1．做單擺取約1m長的細(xì)絲線穿過帶孔的小鋼球，并打一個(gè)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(tái)上，并把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂．第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理3．測周期將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度(小于10°)，然后釋放小球，記下單擺擺動(dòng)30次～50次的總時(shí)間，算出平均每擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)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(shí)驗(yàn)．第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理圖11－3－1第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理6．分析與比較將測得的重力加速度的值與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣缺容^，分析誤差產(chǎn)生的原因．第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理五、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)1．測周期的方法(1)開始計(jì)時(shí)位置：平衡位置，此處的速度大，參考位置易確定，最高點(diǎn)位置不確定，速度小，誤差大．第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．選材料時(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.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(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象．4．注意控制單擺擺動(dòng)時(shí)擺線與豎直方向的夾角不超過10°，且擺動(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．第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理圖11－3－2第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理六、實(shí)驗(yàn)誤差的來源及分析1．本實(shí)驗(yàn)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(diǎn)是否固定，是單擺還是復(fù)擺，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)振動(dòng)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(yuǎn)遠(yuǎn)小于偶然誤差而可忽略不計(jì)的程度．第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理2．本實(shí)驗(yàn)偶然誤差主要來自時(shí)間(即單擺周期)的測量上，因此要注意測準(zhǔn)時(shí)間(周期)，要從擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí)，并采用倒數(shù)計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，不能多記或漏記振動(dòng)次數(shù)．為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測量后取平均值．第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四基礎(chǔ)知識(shí)梳理七、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)將單擺改為雙線擺如圖11－3－3所示，以防止單擺在擺動(dòng)過程中形成圓錐擺．圖11－3－3第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析題型一游標(biāo)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(shí)驗(yàn)中圖11－3－4第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)用20分度的游標(biāo)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(shí)驗(yàn)時(shí)用拉力傳感器測得擺線的拉力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則重力加速度的表達(dá)式為g＝________(用題目中的物理量表示)．第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析【解析】

(1)從游標(biāo)卡尺上讀出擺球直徑d＝14.15mm第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析題型二對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的考查例2在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，(1)測擺長時(shí)，若正確測出懸線長l和擺球直徑d，則擺長為___________；(2)測周期時(shí)，當(dāng)擺球經(jīng)過________位置時(shí)開始計(jì)時(shí)并計(jì)數(shù)1次，測出經(jīng)過該位置N次(約60～100次)的時(shí)間為t，則周期為________．第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析此外，請(qǐng)你從下列器材中選用所需器材，再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，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(jì)D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器E．帶夾子的重錘F．紙帶G．導(dǎo)線若干H．鐵架臺(tái)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21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析所選器材(只填器材序號(hào))簡述實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)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23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析所選器材(只填器材序號(hào))簡述實(shí)驗(yàn)方法(不要求寫出具體步驟)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一A、C、E用彈簧測力計(jì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)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(dāng)?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長圖11－3－5第26頁，共28頁，2023年，2月20日，星期四高頻考點(diǎn)例析L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對(duì)應(yīng)的周期T，畫出L－T2圖線，然后在圖線上選取A、B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖11－3－5所示．他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)