实验：用单摆测定当地的重力加速度.ppt

实验 用单摆测定重力加速度,基础知识梳理,【实验目的】 1用单摆测定当地的重力加速度 2能正确熟练地使用秒表,基础知识梳理,【实验原理】,5o,基础知识梳理,【实验器材】 长约1 m的细线、小铁球、铁架台(连铁夹)、米尺、秒表、游标卡尺,基础知识梳理,【实验步骤】 1做单摆：取约1 m长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂,基础知识梳理,2测摆长： 用米尺量出摆线长l(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D，则单摆的摆长l,基础知识梳理,3测周期： 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5)，然后释放小球，记下单摆摆动30次50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值 4改变摆长，重做几次实验,核心要点突破,一、数据处理,核心要点突破,核心要点突破,二、误差分析 1系统误差 主要来源于单摆模型本身是否符合要求即：悬点是否固定，摆球是否可看作质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等只要注意了上面这些问题，就可以使系统误差减小到远小于偶然误差而忽略不计的程度,核心要点突破,2偶然误差 主要来自时间(即单摆周期)的测量上，因此，要注意测准时间(周期)要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒计时计数的方法，即4,3,2,1,0,1,2，在数“零”的同时按下秒表开始计时不能多计或漏计振动次数为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值,核心要点突破,三、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1 m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2 cm. 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,核心要点突破,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摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆,核心要点突破,5计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标记以后摆球每次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,高频考点例析,在用单摆测定重力加速度实验中，单摆的摆角应_，从摆球经过_开始计时，测出n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺量出摆线长为L，用游标卡尺测出摆球直径为d.,题型一 实验注意事项及误差分析,例1,高频考点例析,(1)用上述数据的符号写出测量重力加速度的一般表达式g_. (2)实验中某同学发现他测出的重力加速度值总是偏大，其原因可能是( ) A实验室地下可能有大型磁铁矿脉 B单摆所用的摆球太重 C测出n次全振动的时间为t，误作为(n1)次全振动的时间进行计算 D以摆球直径和摆线长度之和作为摆长进行运算,高频考点例析,【思路点拨】 根据单摆做简谐运动条件及单摆周期公式进行判断 【解析】 当摆角5时，单摆的振动才可以认为是简谐运动；摆球经过平衡位置时速度大，用时少，计时误差小，并且平衡位置容易确定,高频考点例析,(2)根据(1)可知g偏大的原因可能是：T偏小，l偏大，所以CD选项正确磁铁矿对钢球有向下的引力，g值比正常偏大，A正确摆球的质量对T和g无影响，B错,高频考点例析,高频考点例析,在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速,题型二 实验操作和实验数据的处理,例2,高频考点例析,(1)如果已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图742甲所示，那么单摆摆长是_如果测定了40次全振动的时间如图742乙中秒表所示，那么秒表读数是_s，单摆的摆动周期是_s.,高频考点例析,(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是_(填写代号) A测摆长时，忘记了摆球的半径 B摆线上端悬点未固定，摆动中出现松动，使摆线长度增加了 C开始计时时，秒表过早按下 D实验中误将39次全振动次数记为40次,高频考点例析,(3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：,以l为横坐标，T2为纵坐标，作出T2l图线，并利用此图线求重力加速度,高频考点例析,【解析】 该题考查用单摆测定重力加速度的实验原理，秒表的读数方法、误差分析和数据的图象处理法 (1)单摆摆长87.40 cm，秒