实验：用单摆测定重力加速度.ppt

实验：用单摆测定重力加速度,一、学生预习实验：用单摆测定重力加速度。 二、实验思考题： 1、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？ 2、该实验需要测量哪些量？各用什么测量工具？读数各有几位数字？计算出来的重力加速度一般是几位有效数字？（三位）,3、单摆应选用什么样的球？什么样的线？线长度应当在什么范围内？（小于或等于100cm） 4、怎样保证小球的摆动是简谐运动？小球摆成圆锥摆，对周期有什么影响？(变小） 5、测量摆长用什么测量工具？有必要用卡尺或千分尺吗？ 6、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？测30-50个周期有什么好处？ 7、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？ 8、刻度尺长度只有30cm，怎样测重力加速度？,三、解答实验思考题，并做总结：,1、实验目的：用单摆测定当地重力加速度 2、实验原理： 单摆做简谐运动时，其周期为 ，故有 ,因此测出单摆的摆长和振动周期T， 就可以求出当地的重力加速度的数值。 3、实验器材： 带孔小钢球一个，约1m长的细绳一条，铁架台（带铁夹）、米尺、秒表、游标卡尺；,4、实验步骤：,做单摆：取约1米长的细绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上。 用米尺量出悬线长l，准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，也准确到毫米，则摆长为l+r（注意悬线长即摆线长的量法）。 把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它，用秒表测量单摆完成30次全振动（或50次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。 把测得的周期（用平均值）和摆长的数值代入公式，求出重力加速度g的值来。,5、注意事项：,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； 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； 注意摆动时摆角不能过大； 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； 测量就从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。,实验操作,一、学生分组实验 二、相关练习题 1、测定重力加速度时： 摆球就选用体积小、密度大的金属小球，摆线宜选用不易伸长轻细线。 测摆线的长度用米尺，要求准确到毫米，测小球直径用游标卡尺，要求准确到毫米，测量摆动30-50次时间用秒表。 此外，还需要配备铁架台和铁夹。,2、某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是。,摆球质量太大了 摆长太长了； 摆角太大了（摆角仍小于10）； 量摆长时从悬点量到球的最下端； 计算摆长时忘记把小球半径加进去； 摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动； 计算周期时，将（n-1）次全振动误记为n次全振动；,3、为了提高周期的测量精度，下列哪些做法是可取的？ B C,A、用秒表直接测量一次全振动的时间； B、用秒表测30至50次全振动的时间，计算出平均周期； C、在平衡位置启动秒表和结束计时； D、在最大位移处启动秒表和结束计时； E、用秒表测100次全振动时间，计算平均周期； F、在平衡位置启动秒表，并开始计算，当摆球第30次经过平衡位置时制动秒表，若读数为t，则T=t/30。（n=14.5次全振动）,4、将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示.将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动的过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g.,(1)现有如下测量工具：A.时钟；B.秒表；C.天平；D.毫米刻度尺.本实验所需的测量工具有 . (2)如果实验中所得到的T2L关系图象如图所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的 . (3)由图象可知，小筒的深度h m，当地的重力加速度g m/s2.,解析：(1)测量筒的下端口到摆球球心之间的距离L，用到毫米刻度尺，测单摆的周期用秒表，所以测量工具选B、D. (2)设摆