利用单摆测重力加速度.ppt

,实验 单摆周期与摆长的关系,实验目的,1、 用单摆测定当地的重力加速度。,2、 会使用秒表。,实验原理,当单摆摆角很小（小于10）时，可看作简谐运动，其固有周期为,由公式可得,故只要测定摆长l和单摆的周期T，即可算出重力加速度g。,长约1米的（不可伸缩的）细线、小铁球、铁架台（连 铁夹）、米尺、游标卡尺、秒表,实验仪器,实验步骤：,1在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆。,2将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把做好的单摆固定在铁夹上，使摆球自由下垂。,3测量单摆的摆长l：用米尺测出悬点到球心间的距离；或用游标卡尺测出摆球直径2r，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l，则摆长l=l+r。,4把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于5),使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。,6变更摆长重做两次,并求出三次所得的g的平均值。,注意事项:,1选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm。 2单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。 3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过5，可通过估算振幅的办法掌握。 4摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。 5计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低位置时，进行计数, 且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数。,数据处理方法,1、列表法,2、图象法,T2,L,注意事项,1、细线不可伸缩，长度约1m。小球应选用密度较大的金 属球，直径应较小（最好不超过2）。,2、单摆的上端不要卷在夹子上，而要用夹子加紧，以免 单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变，且l=l+d/2。,3、最大摆角小于10，可用量角器测量，然后通过振幅来 掌握。,4、摆球摆动时要在同一个竖直平面内。,5、计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低点时开始 计时.,思维能力训练,1、物体作自由落体运动：,其他方法测定重力加速度,2、物体从光滑的斜面上由静止下滑：,3、物体静止于水平面上：,4、用打点计时器：,5、用圆锥摆：,6、滴水法测重力加速度：,g=2H(N-1)2/t2,例1、某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测出几组周期T和摆长L值后，在T2L图象中描绘出了相应的点，如图所示，试在图中继续完成T2L图象，由该图象计算重力加速度的公式是_.(简要说明公式中各物理量的意义）,图线的斜率所表示的物理意义 _ 当地的重力加速度g值 为_ （g值保 留三位有效数字）,2.某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量4种不同摆长情况单摆的振动周期，获得4组数据,以T2为纵轴、l为横轴作出的T2l关系图像如图,根据此图像回答问题： 本实验所使用的测量仪器有_ 本试验依据的物理原理_,秒表、米尺、游标卡尺,42/g,9.86m/s2,3.在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议： A适当加长摆线 B质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D单摆偏离平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆摆动的周期 其中对提高测量结果精度有利的是 。,A C,解见下页,解：,根据单摆的周期公式,可得，,从该公式可看出，增大摆长l，有利于减小误差，提高测量结果精度；T对测量结果影响较大，采用累计法测量以减小误差，故D无法提高测量结果精度；,对B来说，由于球体积较大，空气阻力也大，单摆振动次数少，不利于采用累计法测量周期；故B不利于提高测量结果精度；,只有在小角度的情形下,单摆的周期才满足,综合上述，应选择A、C。,南京市07届二模试卷12.( 2 ),12.（2）用图甲所示的实验装置演示单摆的振动图象，细砂从摆动着的漏斗的底部均匀漏出，纸板匀速移动，移动方向与摆动方向垂直，漏在纸板上的细砂排成粗细变化的一条曲线，如图乙所示观察这条曲线，找出其形态特征，并由此说明砂摆的摆动规律（要求列出两条，为叙述方便，可在图上标注字母） 形态特征： ， 说明砂摆 形态特征： ， 说明砂摆 ,整体上接近正弦（余弦）曲线,的摆动（接近于）是简谐运动,粗细不均匀，,摆动过程中速度变化。,例2、现给定以下器材： A.闪光照相机 B.秒表 C.打点计时器 D.交流电源4 V6 V E.导线若干 F.纸带 G.复写纸 H.铁架台 I.游标卡尺 J.重物 K.刻度尺 L.直径1cm钢球 M.1 m长弹性细线