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第3单元 实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度,三、实验器材 带孔小钢球一个、细丝线一条(长约1 m)、毫米刻度尺一把、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台 四、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,3测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10)，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,六、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，摆球是否可看做质点，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,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,七、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,3注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过10.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 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,八、实验改进 将单摆改为双线摆，如下图所示，以防止单摆在摆动过程中形成圆锥摆,典型考例一 对实验原理的理解 (2008年高考上海卷)在“用单摆测重力加速度”的实验中 (1)某同学的操作步骤为： a取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上 b用米尺量得细线长度l c在摆线偏离竖直方向5位置释放小球,【答案】 (1)偏小 (2)T(或t、n)、 T,典型考例二 实验数据的处理 在“用单摆测定重力加速度”的实验中， (1)测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d，则摆长为_ (2)测周期时，当摆球经过_位置时开始计时并计数1次，测出经过该位置N次(约60100次)的时间为t，则周期为_,此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略测出重力加速度g，并参照示例填写下表(示例的方法不能再用) A天平 B刻度尺 C弹簧秤 D电磁打点计时器 E带夹子的重锤 F纸带 G导线若干 H铁架台 I低压
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