高中物理 第一章 机械振动 第5讲 学生实验：用单摆测定重力加速度课件 教科版选修34.ppt_第1页
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第5讲学生实验 用单摆测定重力加速度 目标定位 1 掌握用单摆测定重力加速度的原理和方法 2 体会单摆做简谐运动的条件 摆长l 振动周期t 二 实验过程1 让细线的一端穿过摆球的小孔 然后打一个比小孔大的线结 线的另一端用铁夹固定在铁架台上 把铁架台放在实验桌边 使铁夹伸到桌面以外 让摆球自由下垂 如图1所示 2 用米尺量出悬线长度l 用游标卡尺测出摆球的直径d 则摆长l 3 把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度 不超过5 后释放 使摆球只在一个竖直平面内做简谐运动 从摆球通过平衡位置时开始计时 数出之后摆球通过平衡位置的次数n 用停表记下所用的时间t 则单摆振动的周期t 4 根据单摆的周期公式 计算出重力加速度 5 变更摆长 重做几次实验 计算出每次实验得到的重力加速度值 求其平均值 1 实验器材长约1m的细线 有小孔的摆球一个 带铁夹的铁架台 停表 游标卡尺 米尺 2 实验步骤 一 实验器材 实验步骤与数据处理 例1 在做 用单摆测定重力加速度 的实验时 用摆长l和周期t计算重力加速度的公式是g 如果已知摆球直径为2 00cm 让刻度尺的零点对准摆线的悬点 摆线竖直下垂 如图3 a 所示 那么单摆摆长是 cm 如果测定了40次全振动的时间如图 b 中秒表所示 那么秒表读数是 s 单摆的摆动周期是 s 1 注意事项 1 选择材料时应选择细而不易伸长的线 长度一般为1m左右 小球应选用质量大 体积小的金属球 2 单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上 应紧夹在铁夹中 以免摆动时发生悬线下滑 摆长改变的现象 3 注意摆动时控制悬线偏离竖直方向不超过5 可通过估算振幅的办法掌握 二 注意事项与误差分析 2 误差分析 1 本实验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 是单摆还是复摆 球 线是否符合要求 摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内摆动 以及测量哪段长度作为摆长等等 2 本实验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 不能多记或漏记振动次数 为了减小偶然误差 应进行多次测量取平均值 答案abde 例4 在用单摆测定重力加速度时 某同学用同一套实验装置 用同样的步骤进行实验 但所测得的重力加速度总是偏大 其原因可能是 a 测定周期时 振动次数少数了一次b 测定周
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