高中物理17个实验课件07用单摆测重力加速度

专题复习物理学生实验（七）,【实验目的】,【实验原理】,【实验器材】,【实验内容】,【注意事项】,【实验练习】,【误差分析】,单摆,单摆,单摆,单摆,用单摆测定重力加速度,实验原理,A,O,B,Q,周期公式：,g=42L/T2,P,单摆的回复力,B,A,O,T,G,G2,G1,Q,10的条件下：,位移方向与回复力方向相反,F回=-kx,大小：F回Gsin=mgsin,停表的使用和读数：,注意：当内侧分针没有超过半格时，外侧秒针读小于30的数字；,停表的读数等于内侧分针的读数与外侧秒针的读数之和。,机械式停表只能精确到0.1s，读数时不需估读。,超过半格时，外侧秒针读大于30的数字。,带孔小钢球一个，约1m长的细线一条，铁架台，米尺，停表，游标卡尺；,【实验器材】,【实验步骤】,(1)取约1m长的细线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上，如图所示。,(2)用米尺量出悬线长L；用游标卡尺测摆球直径，算出半径r。则单摆的摆长为Lr。,(3)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过10)，然后放开小球让它摆动，用停表测量单摆完成30次全振动（或50次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。,(5)改变摆长，重做几次实验。计算出每次实验的重力加速度。最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度。,【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或悬点不固定，摆长改变的现象；,(3)注意摆动时摆角不易过大，不能超过10，以保证单摆做简谐运动；,(4)摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆；,(5)测量应在摆球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辩小球过此位置的时刻；,(6)测量单摆的振长时应使摆球处于自然下垂状态，用米尺测量出摆线的长度，再用游标卡尺测出摆球的直径，然后算出摆长。,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，振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等。只要注意了上面这些方面，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。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)。要从摆球经过平衡位置开始计时，并采用倒数计时计数的方法，不能多记或漏记振动次数。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。本实验中长度(摆线长、摆球的直径)的测量值，读数读到毫米位即可(即使用卡尺测摆球直径也只需读到毫米位)。时间的测量中，停表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可。,【误差分析】,为了提高周期的测量精度，下列哪些做法是可取的：A用秒表直接测量一次全振动的时间；B用秒表测30至50次全振动的时间，计算出平均周期；C在平衡位置启动停表和结束计时；D在最大位移处启动停表和结束计时；E用秒表测100次全振动时间，计算平均周期；F在平衡位置启动停表，并开始计算，当摆球第30次经过平衡位置时制动停表，若读数为t，则Tt/30。,例题1,在做“用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差，应注意的事项是()A摆球以选密度最大，重量大的小球为好B摆长以0.25米为宜C摆角应小于10D摆线的悬点要固定，方不会在摆动中出现移动或晃动E要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动F测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时只有A、B、C、D项正确只有E、F项正确只有ACDEF正确都正确,答案：,例题2,如图所示，两根等长的轻绳同悬于同一点O，下端各系住一个大小相同的小球A、B且mAmB，现将A球向左拔开一个小角(10)，然后静止释放，两球在最低点发生无机械能损失的碰撞，则它们第二次相碰的位置(空气阻力不计)（）A发生在点正下方B发生在O点正下方偏左C发生在O点正下方偏右D不发在O点正下方偏左,答案：AD,例题3,8、在用单摆测定重力加速度的实验中，以下各实验步骤中有错误的是（）A在未悬挂好摆球之前先测好摆长B测得的摆长为10cmC将摆球拉离平衡位置，最大