高考总复习物理课件选修3-4第11章实验十二-探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度

1、实验十二探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度,本节目录,基础理论储备,知能优化演练,创新实验评析,经典例题展示,实验步骤 1做单摆：选取一段1 m左右的细线，让线的一端穿过小球上的小孔，然后打一个比小孔稍大一些的线结把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示,2测摆长：用米尺量出悬线长l，精确到毫米；用游标卡尺测量摆球的直径d，也精确到毫米l就是单摆的 摆长 3测周期：把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角度不大于10，然后释放小球当摆球摆动稳定后经过平衡位置时用秒表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)

2、的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期反复测量三次，计算出测得的周期的平均值 4改变摆长，重做几次实验,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，摆球是否可看做质点，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”的同时按下秒表开始计时不能多计或漏计摆动次数为了减小偶然误差，应进行

3、多次测量后取平均值,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1 m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2 cm. 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，以后摆球从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数,考点1实验操作及误差分析 (2011高考福建卷)某实验小组在利用单摆测定当地重力

4、加速度的实验中： (1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为_cm. (2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是_(填选项前的字母,为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大体积较小的摆球，故D错误 【答案】(1)0.97(2)C,考点2实验数据处理 某同学在做利用单摆测重力加速度的实验中，先测得摆线长为97.50 cm，摆球直径为2.0 cm，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，则,1)该摆摆长为_ cm，秒表的示数为_ s. (2)实验中测得5种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录数据如下： 试以l为横坐标、T2为纵坐标，作

5、出T2l的图象，并利用此图象求出重力加速度,答案】(1)98.5099.7(2)图象见解析9.86 m/s2,范例】 甲 在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中，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，在摆球运动最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻，如图甲所示,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变化图线如图乙所示，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_(填“变大”、“不变”或“变小”)，图乙中的t将_(填“变大”、“不变”或“变小”,答案】2t0变