實(shí)驗(yàn)八用單擺測(cè)定重力加速度

實(shí)驗(yàn)八用單擺測(cè)定重力加速度1編輯ppt實(shí)驗(yàn)八用單擺測(cè)定重力加速度1編輯ppt知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)誤差1．用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?．能正確熟練地使用秒表．2編輯ppt知識(shí)要點(diǎn)歸納實(shí)驗(yàn)誤差2編輯ppt實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)單擺擺角很小(小于10°)時(shí)，可看成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其固有周期為T(mén)＝2π,由公式可得g＝,故只要測(cè)定擺長(zhǎng)l和單擺的周期T,即可算出重力加速度g.3編輯ppt實(shí)驗(yàn)原理3編輯ppt實(shí)驗(yàn)器材長(zhǎng)約1m的細(xì)線(xiàn)、小鐵球、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺．4編輯ppt實(shí)驗(yàn)器材4編輯ppt過(guò)程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)步驟1．做單擺：取約1m長(zhǎng)的細(xì)絲線(xiàn)穿過(guò)帶孔的小鋼球，并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后把線(xiàn)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5編輯ppt過(guò)程分析導(dǎo)引5編輯ppt自然下垂．2．測(cè)擺長(zhǎng)用米尺量出擺線(xiàn)長(zhǎng)l(精確到毫米)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑D，則單擺的擺長(zhǎng)l′＝l＋.

6編輯ppt自然下垂．6編輯ppt3．測(cè)周期將單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度(小于10°)，然后釋放小球,當(dāng)小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),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(cè)量三次，再算出測(cè)得周期數(shù)值的平均值．7編輯ppt3．測(cè)周期7編輯ppt4．改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法圖7－4－18編輯ppt4．改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法圖7－4－18編法一：將測(cè)得的幾次的周期T和擺長(zhǎng)l代入公式g＝中算出重力加速度g的值，再算出g的平均值，即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹担?編輯ppt法一：將測(cè)得的幾次的周期T和擺長(zhǎng)l代入公式g＝10編輯ppt10編輯ppt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求．即：懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看成質(zhì)點(diǎn)，球、線(xiàn)是否符合要求，擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等．只11編輯ppt誤差分析11編輯ppt要注意了上面這些問(wèn)題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計(jì)的程度．2．偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間(即單擺周期)的測(cè)量上,因此，要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期)．要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采12編輯ppt要注意了上面這些問(wèn)題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法,即4,3,2,1,0,1,2,…在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí).不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)．為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值．13編輯ppt用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法,即4,3,2,1,0,1,2,…在數(shù)“零注意事項(xiàng)1．選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線(xiàn)，長(zhǎng)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(guò)2cm.2．單擺懸線(xiàn)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)14編輯ppt注意事項(xiàng)14編輯ppt發(fā)生擺線(xiàn)下滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象．3．注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線(xiàn)偏離豎直方向不超過(guò)10°.可通過(guò)估算振幅的辦法掌握．4．?dāng)[球振動(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．15編輯ppt發(fā)生擺線(xiàn)下滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象．15編輯ppt5．計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí),應(yīng)從擺球通過(guò)最低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),為便于計(jì)時(shí),可在擺球平衡位置的正下方作一標(biāo)記.以后擺球每次從同一方向通過(guò)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù),且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表,開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù).要多測(cè)幾次(如30次或50次)全振動(dòng)的時(shí)間，用取平均值的辦法求周期．16編輯ppt5．計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí),應(yīng)從擺球通過(guò)最低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),為實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新在用單擺測(cè)量重力加速度時(shí)，若所用的擺球質(zhì)量分布不均勻，不能用擺線(xiàn)長(zhǎng)加球半徑得到單擺的擺長(zhǎng)．我們采用如下方法解決這個(gè)問(wèn)題：先量得從懸點(diǎn)到擺球頂部處的擺線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng)1，測(cè)得振動(dòng)的周期為T(mén)1；改變擺17編輯ppt實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新17編輯ppt長(zhǎng)后，量得從懸點(diǎn)到擺球頂部處的擺線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng)2，測(cè)得振動(dòng)的周期為T(mén)2；設(shè)擺球頂部到擺球重心的距離為r，18編輯ppt長(zhǎng)后，量得從懸點(diǎn)到擺球頂部處的擺線(xiàn)長(zhǎng)為L(zhǎng)2，測(cè)得振動(dòng)的周期為19編輯ppt19編輯ppt實(shí)驗(yàn)典例探究

(2011·高考福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：題型1實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析例120編輯ppt實(shí)驗(yàn)典例探究題型1實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析例120編輯ppt

圖7－4－2(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖7－4－2所示，則該擺球的直徑為_(kāi)_______cm.21編輯ppt21編輯ppt(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有如下說(shuō)法,其中正確的是________．(填選項(xiàng)前的字母)A．把單擺從平衡位置拉開(kāi)30°的擺角,并在釋放擺球的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)B．測(cè)量擺球通過(guò)最低點(diǎn)100次的時(shí)間t,則單擺周期為22編輯ppt(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有如下說(shuō)法,其中正確的是_____C．用懸線(xiàn)的長(zhǎng)度加擺球的直徑作為擺長(zhǎng)，代入單擺周期公式計(jì)算得到的重力加速度值偏大D．選擇密度較小的擺球，測(cè)得的重力加速度值誤差較小23編輯pptC．用懸線(xiàn)的長(zhǎng)度加擺球的直徑作為擺長(zhǎng)，代入單擺周期公式計(jì)算得【解析】

(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為0.9cm＋7×0.1mm＝0.97cm(2)單擺符合簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件是最大偏角不超過(guò)5°，并從平衡位置計(jì)時(shí)，故A錯(cuò)誤；24編輯ppt【解析】(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為0.9cm＋7×0.1mm25編輯ppt25編輯ppt為了能將擺球視為質(zhì)點(diǎn)和減少空氣阻力引起的相對(duì)誤差，應(yīng)選密度較大體積較小的擺球，故D錯(cuò)誤．【答案】

(1)0.97(0.96、0.98均可)

(2)C26編輯ppt為了能將擺球視為質(zhì)點(diǎn)和減少空氣阻力引起的相對(duì)誤差，應(yīng)選密度較題型2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例2

圖7－4－327編輯ppt題型2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例227編輯ppt某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓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(zhǎng)L，通過(guò)改變擺線(xiàn)的長(zhǎng)度，測(cè)得6組L和對(duì)應(yīng)的周期T，畫(huà)出L－T2圖線(xiàn),然后在圖線(xiàn)上選取A、B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖7－4－3所示．他采用恰當(dāng)?shù)?8編輯ppt某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在數(shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g＝__________.請(qǐng)你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將_________．(填“偏大”、“偏小”或“相同”)29編輯ppt數(shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算