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实验十三探究单摆周期与摆长的关系 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 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 的同时按下停表开始计时 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 轻而无弹性的线 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 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 的同时按下停表 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 对实验原理的理解 例1 某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作 请判断是否恰当 填 是 或 否 把单摆从平衡位置拉开约5 释放 在摆球经过最低点时启动停表计时 把停表记录摆球一次全振动的时间作为周期 该同学改进测量方法后 得到的部分测量数据见表 用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数见题图 该球的直径为 mm 根据表中数据可以初步判断单摆周期随 的增大而增大 解析 单摆作简谐运动要求摆角小 单摆从平衡位置拉开约5 释放满足此条件 因为最低点位置固定 容易观察 所以在最低点启动停表计时 摆球一次全振动的时间太短 不易读准 误差大 应测多个周期的时间求平均值 从表中数据可以初步判断单摆周期随摆长的增大而增大 答案 是 是
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