普通高中經(jīng)典物理課件系列

實驗十二探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度

過程分析導(dǎo)引實驗典例精析知能優(yōu)化演練實驗十二探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度知識要點歸納知識要點歸納實驗?zāi)康?．用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣龋?．能正確熟練地使用秒表．實驗原理實驗器材長約1m的細線、小鐵球、鐵架臺(連鐵夾)、米尺、秒表、游標卡尺．過程分析導(dǎo)引一、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．2．測擺長用米尺量出擺線長l(精確到毫米)，用游標卡尺測出小球直徑D，則單擺的擺長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．二、數(shù)據(jù)處理圖11－3－1三、誤差分析1．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，擺球是否可看作質(zhì)點，球、線是否符合要求，擺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．只要注意了上面這些問題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠小于偶然誤差而忽略不計的程度．2．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，并采用倒計時計數(shù)的方法，即4,3,2,1,0,1,2，…在數(shù)“零”的同時按下秒表開始計時．不能多計或漏計振動次數(shù)．為了減小偶然誤差，應(yīng)進行多次測量后取平均值．四、注意事項1．選擇材料時應(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.2．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，以免擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象．3．注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過10°.可通過估算振幅的辦法掌握．4．擺球振動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺．5．計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通過最低位置時開始計時，為便于計時，可在擺球平衡位置的正下方作一標記．以后擺球每次從同一方向通過最低位置時進行計數(shù)，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù)．實驗典例精析實驗注意事項及誤差分析在用單擺測定重力加速度實驗中，單擺的擺角θ應(yīng)________，從擺球經(jīng)過________開始計時，測出n次全振動的時間為t，用毫米刻度尺量出擺線長為L，用游標卡尺測出擺球直徑為d.(1)用上述數(shù)據(jù)的符號寫出測量重力加速度的一般表達式g＝________.(2)對該實驗，有人提出以下幾點建議，其中能夠提高測量結(jié)果精確度的是(

)例1A．適當加長擺線B．質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的C．單擺偏離平衡位置的角度不能太大D．當單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動的周期【解析】當擺角θ＜10°時，單擺的振動才可以認為是簡諧運動；擺球經(jīng)過平衡位置時速度大，用時少，計時誤差小，并且平衡位置容易確定．實驗數(shù)據(jù)的獲取和處理例2如果僚測定智了40次全泡振動往的時仁間如利圖乙漠中秒余表所蜻示，航那么漢秒表留讀數(shù)霞是__照__拼__信__充s．單孔擺的陸擺動野周期項是__訓(xùn)__諒__遲__埋s.圖11－3－2(2小)如果約測得擴的g值偏跌小，線可能坑的原擔因是__簽__優(yōu)__辛__老(填寫濕代號)．A．測散擺長繭時，況忘記爭了擺迎球的隸半徑B．擺篇線上稍端懸經(jīng)點未駝固定邁，擺雅動中蕉出現(xiàn)嚇松動幅，使批擺線赴長度切增加描了C．開剝始計磚時時悲，秒渾表過慰早按兼下D．實問驗中鋒誤將39次全齊振動幼次數(shù)斗記為40次(3施)某同葬學(xué)在準實驗低中，灶測量6種不醒同擺很長情含況下葵單擺鉛的振牽動周繼期，降記錄盡表格吩如下礦：l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84以l為橫曬坐標法，T2為縱寨坐標刺，作肆出T2－l圖線帶，并賣利用嫁此圖塌線求近重力淘加速喇度．圖11－3－3【答案】(1朋)8刷7.虧40隔c塑m75味.21.線88(2該)A