2010高三物理高考实验备考专题：用单摆测定重力加速度

用心 爱心 专心 用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度 实验目的实验目的 用单摆测定当地的重力加速度 实验原理实验原理 当单摆摆角很小 小于 50 时 可看作简谐运动 其固有周期 为 由公式可得 故只要测定摆长l 和单摆的周期T 即可算出重力加速度g 实验器材实验器材 长约 1 米的细线 小铁球 铁架台 连铁夹 米尺 秒表 实验步骤实验步骤 1 将细线的一端穿过铁球上的小孔并打结固定好 线 的另一端固定在铁架台上 做成一个单摆 2 用毫米刻度的米尺测定单摆的摆长l 摆线静挂时从悬挂点 到球心的距离 3 让单摆摆动 摆角小于 50 测定n 30 50 次全振动的 时间t 用公式 求出单摆的平均周期T 4 用公式 算出重力加速度g 实验记录实验记录 实验结论实验结论 实验注意实验注意 1 细线不可伸缩 长度约 1m 小球应选用密度较大的金属球 直径应较 小 最好不超过 2 2 单摆的上端不要卷在夹子上 而要用夹子加紧 以免单摆摆动时摆线滑 动或者摆长改变 3 最大摆角小于 5 可用量角器测量 然后通过振幅来掌握 4 摆球摆动时要在同一个竖直平面内 5 计算单摆的振动次数时 应以摆球通过最低点时开始计时 以后摆球从 同一方向通过最低点时进行计数 且在数零的同时按下秒表 开始计时计数 并 且要测多次全振动的总时间 然后除以振动次数 如此反复三次 求得周期的平 均值作为单摆的周期 实验练习实验练习 在用单摆测重力加速度的实验中 摆线应选用 A 80 厘米长的橡皮筋 B 1 米左右的细线 C 米左右的粗绳 D 25 厘米左右的细绳 在用单摆测重力加速度的实验中 摆球应选用 用心 爱心 专心 半径约 厘米的木球 半径约 厘米的铝球 半径约 厘米的空心钢球 半径约 厘米的空心钢球 在 用单摆测重力加速度 的实验中 单摆得摆角必须小于 其原因是因为 单摆的周期与振幅有关 摆角超过 测出周期大 摆角越大 空气阻力越大 影响实验结果 因为简谐振动的周期与振幅无关 摆角小些给实验带来很大方便 摆角超过 单摆的振动不在是简谐振动 周期公式失效 利用单摆测重力加速度的实验中 若测得 g 只偏小 可能是由于 计算摆长时 只考虑悬线长 而未加小球半径 测量周期时 将 n 次全振动 误记成 n 1 次全振动 计算摆长时 用悬线长加小球直径 单摆振动时 振幅较小 为了提高周期的测量精度 下列那种说法是可取的 在最大位移处启动秒表和结束记时 用秒表测 30 至 50 次全振动的时间 计算出平均值 用秒表测 100 次全振动的时间 计算出平均周期 在平衡位置启动秒表 并开始记数 当摆球第 0次经过平衡位置时制动秒表 若读数为t 7 在用单摆测重力加速度的实验中 某同学利用两个单摆测得其周期分别 为 T1 T2 已知两个单摆的摆长之和为 L 则测得当地重力加速的表达式为 8 在用单摆测重力加速度的实验中 用 T2作为纵坐标 摆长 l 作为横坐 标 描点作图表示实验结果 实验时他多取了几组 T2 l 值 通过描点法在 T2 l 图像上得到了一条过原点的直线 此直线的斜率是 由此可求出重力 加速度 其表达式为 9 某同学在用单摆测重力加速度的实验中 由于摆球质量不均匀 重心无法 找到 于是他采取了如下方法来测定重力加速度 第一次量得摆球顶部到悬点的 长为 L1 测得对应振动周期为 T1 第二次量得摆球顶部到悬点的长为 L2 测得对 应振动周期为 T2 则重力加速度的表达式为 1 1 物体作自由落体运动 按物体作自由落体运动 按 2 2thg 求出 求出g 2 2 物体从光滑的斜面上由静止下滑 按物体从光滑的斜面上由静止下滑 按 2 sin 2 1 tgS 求出 求出g 3 3 物体静止于水平面上 按物体静止于水平面上 按mGg 求出 求出g 4 4 用打点计时器 按用打点计时器 按 2 Tsg 求出 求出g 5 5 用园锥摆 按用园锥摆 按 cos 2l wg 求出 求出g 6 6 用单摆 按用单摆