高考物理一轮复习 实验14 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度课件.ppt

实验14探究单摆的运动用单摆测定重力加速度 2 一 实验目的1 会用单摆测定重力加速度 2 会使用停表 二 实验原理 三 实验器材带有铁夹的铁架台 中心有小孔的金属小球 不易伸长的细线 约1m 停表 刻度尺和游标卡尺 3 四 实验步骤 4 五 数据处理1 公式法将几次测得的周期t和摆长l分别代入关系式g 算出各组数据对应的重力加速度g的值 再算出g的平均值 即为当地的重力加速度的值 2 图象法 5 六 注意事项1 实验所用的单摆应符合理论要求 即线要细 轻 不易伸长 摆球要体积小 质量大 密度大 2 单摆悬线上端要固定 即用铁夹夹紧 以免摆球摆动时摆线长度不稳定 3 测量单摆周期时 应从摆球经过平衡位置 即最低点 时开始计时 以后摆球从同一方向通过平衡位置时进行计数 且在数 零 的同时按下停表 开始计时 计数 4 摆动时 要使之保持在同一个运动平面内 且偏角小于5 不要形成圆锥摆 6 证明单摆的运动为简谐运动 7 考点一 考点二 考点三 实验原理与操作例1根据单摆周期公式t 2 可以通过实验测量出当地的重力加速度 如图所示 将细线的上端固定在铁架台上 下端系一小钢球 就做成了单摆 8 考点一 考点二 考点三 1 用游标卡尺测量小钢球直径 示数如图乙所示 读数为mm 9 考点一 考点二 考点三 2 多选 以下是实验过程中的一些做法 其中正确的有 a 摆线要选择细些的 伸缩性小些的 并且尽可能长一些b 摆球尽量选择质量大些 体积小些的c 为了使摆的周期大一些 以方便测量 开始时拉开摆球 使摆线相距平衡位置有较大的角度d 拉开摆球 使摆线偏离平衡位置不大于5 在释放摆球的同时开始计时 当摆球回到开始位置时停止计时 时间间隔 t即为单摆周期te 拉开摆球 使摆线偏离平衡位置不大于5 释放摆球 当摆球摆动稳定后 从平衡位置开始计时 记下摆球做50次全振动所用的时间 t 则单摆周期t 答案 解析 10 考点一 考点二 考点三 规律总结用单摆测重力加速度的两点提醒 1 该实验为测量性实验 要从多方面减小误差 摆球要体积小且密度大 偏角不大于5 测量摆长时 要从悬点到球心 多次测量取平均值 对停表要正确读数等 2 游标卡尺是重要的测量仪器 读数规则是读数 主尺上的整毫米数 精确度 n n为游标尺上与主尺某一刻度对齐的格数 11 考点一 考点二 考点三 数据处理与误差分析例2在探究单摆周期与摆长关系的实验中 1 关于安装仪器及测量时的一些实验操作 下列说法中正确的是 a 用最小刻度为毫米的刻度尺测出摆线的长度 记为摆长lb 先将摆球和摆线放在水平桌面上测量摆长l 再将单摆悬挂在铁架台上c 使摆线偏离竖直方向某一角度 接近5 然后由静止释放摆球d 测出摆球两次通过最低点的时间间隔记为此单摆振动的周期 12 考点一 考点二 考点三 2 实验测得的数据如下表所示 13 考点一 考点二 考点三 请将测量数据标在图中 并在图中作出t2随l变化的关系图象 3 根据数据及图象可知单摆周期的二次方与摆长的关系是 4 根据图象 可求得当地的重力加速度为m s2 3 14 结果保留三位有效数字 答案 解析 14 考点一 考点二 考点三 1 只要测出单摆的摆长l和周期t 就可以根据g 求出当地的重力加速度g 2 l为等效摆长 是从悬点到摆球重心的距离 要区分摆长和摆线长 悬点实质为摆球摆动所在圆弧的圆心 3 g为当地的重力加速度 15 考点一 考点二 考点三 实验拓展与创新例3 1 在探究单摆周期与摆长的关系实验中 两位同学用游标卡尺测量小球的直径的操作如图甲 乙所示 测量方法正确的是 选填 甲 或 乙 16 考点一 考点二 考点三 2 实验时 若摆球在垂直纸面的平面内摆动 为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数 在摆球运动的最低点的左 右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻 如图丙所示 光敏电阻与某一自动记录仪相连 该仪器显示的光敏电阻阻值r随时间t的变化图线如图丁所示 则该单摆的振动周期为 若保持悬点到小球顶点的绳长不变 改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验 则该单摆的周期将 选填 变大 不变 或 变小 图丁中的 t将 选填 变大 不变 或 变小 答案 解析 17 1 2 1 2016 安徽合肥模拟 1 在用单摆测定当地的重力加速度的实验中 除带横杆的铁架台 铁夹 停表 游标卡尺 刻度尺之外 还必须选用的器材 正确的一组是 a 约1m的不可伸长的细线 半径约1cm的小铁球b 约0 1m的不可伸长的细线 半径约1cm的小铁球c 约0 1m的不可伸长的细线 半径约1cm的小塑料球d 约1m的不可伸长的细线 半径约1cm的小塑料球 2 测量小球直径时游标卡尺如图甲所示 读数为cm 18 1 2 3 某同学在处理数据的步骤中 以为纵坐标 以周期t为横坐标 作出如图乙所示的图象 已知该图线的斜率为k 0 500 则重力加速度为m s2 结果保留三位有效数字 3 14 答案 解析 19 1 2 2 某同学在用单摆测定重力加速度的实验中进行了如下的操作 1 用游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示 可读出摆球的直径为cm 把摆球用细线悬挂在铁架台上 测量摆线长 通过计算得到摆长l 20 1 2 2 用停表测量单摆的周期 当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为1 单摆每经过最低点计一次数 当数到n 60时停表的示数如图乙所示 该单摆的周期是t s 结果保留三位有效数字 3 测量出多组周期