科學(xué)測量用單擺測重力加速度課件高二上學(xué)期物理選擇性

第4節(jié)科學(xué)測量：用單擺測重力加速度第2章

機械振動單擺做簡諧運動時，由周期公式可得因此，測出單擺擺長和振動周期，便可計算出當?shù)氐闹亓铀俣?。如何較準確的測量振動周期呢？

需要什么儀器？刻度尺、秒表、單擺、游標卡尺測擺球的直徑實驗原理與設(shè)計注意該方法可計算出g，但是

g不是由l、T決定的實驗步驟（1）取長約1m的細線，細線的一端連接小球，另一端用鐵夾固定在鐵架臺上，讓擺球自由下垂，（2）用刻度尺測擺線長度l線，用游標卡尺測小球的直徑d。測量多次，取平均值，計算擺長（3）標記小球的平衡位置。將小球從平衡位置拉至一個偏角小于5°

的位置并由靜止釋放，使其在豎直面內(nèi)振動。

待振動穩(wěn)定后，從小球經(jīng)過平衡位置時開始用秒表計時，測量N次全振動的時間t，則周期T=t/N。如此重復(fù)多次，取平均值.注意：刻度尺要估讀、游標卡尺不估讀一般30-50次(4)改變擺長，重復(fù)實驗多次。(5)將每次實驗得到的l、T代入計算重力加速度，求平均值。實驗步驟公式法數(shù)據(jù)處理改變擺線的長度討論/注意事項（1）通過哪些方式可使小球的運動更加接近簡諧運動？（2）為什么要從平衡位置開始計時、計數(shù)？①本實驗擺線長度應(yīng)遠大于擺球直徑，且擺線無明顯伸縮性。同時應(yīng)選取體積小、密度大、質(zhì)量分布均勻的擺球減少空氣阻力的影響，重心才在球心②本實驗釋放擺球時，要注意讓擺球在豎直平面內(nèi)擺動，且擺角小于5°從小球經(jīng)過平衡位置開始計時，以擺球從同一方向經(jīng)過平衡位置時計數(shù)。①平衡位置比較好標記②實際擺動過程中，振幅會逐漸減小，最高點的位置在不斷變化③小球經(jīng)過平衡位置速度較大，時間測量誤差較小誤差分析①測擺長、小球半徑、周期存在偶然誤差多次測量求平均值②系統(tǒng)誤差：實際上存在空氣阻力、擺線有細微形變（有彈性）、振動時不嚴格在豎直平面公式法處理數(shù)據(jù)的誤差①若實驗時t時間內(nèi)，多數(shù)和少數(shù)了全振動的次數(shù)，會有什么影響？多數(shù)：次數(shù)偏大，周期

T偏小測出的g偏大少數(shù)：次數(shù)偏小，周期

T偏大測出的g偏小②若實驗時在開始計時前就開始計數(shù)會有什么影響？周期偏小，g偏大③若測擺長時，少加球半徑/加球直徑有什么影響？少加球半徑，擺長偏小，g偏大加球直徑，擺長偏大，g偏小

圖像法數(shù)據(jù)處理圖像是一條過原點的直線

圖像法數(shù)據(jù)處理

圖像是一條過原點的直線多數(shù)次數(shù)少數(shù)次數(shù)圖像法處理數(shù)據(jù)的誤差標準g偏小g偏大

g偏小g偏大

△L是指擺長的變化量不影響！說明用圖像法處理數(shù)據(jù)，誤差只出現(xiàn)在周期測量上即圖像的斜率不變，但是圖像有什么變化？用圖像法數(shù)據(jù)處理時，若測量擺長l時總是少算半徑或多算半徑，會不會影響g的結(jié)果？擺長=擺線擺長=擺線+直徑少算半徑rr當少算半徑時，實際上：圖像的斜率不變當多算半徑時，實際上：多算半徑rr多算半徑少算半徑rr小表盤未過半格時，讀大表盤的0~30的數(shù)小表盤過半格時，讀大表盤30~60的數(shù)2分7.6秒031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314秒表的讀數(shù)03123343563783941104312144516471849205122532