实验：用单摆测定重力加速度

1、1实验：用单摆测定重力加速度实验：用单摆测定重力加速度2课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练实验实验 ：用单摆测定重力加速度：用单摆测定重力加速度3课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.明确实验目的，理解实验原理；通过实明确实验目的，理解实验原理；通过实验，探究单摆的周期与摆长及重力加速度的关系验，探究单摆的周期与摆长及重力加速度的关系2学会使用秒表，掌握实验步骤，并能正确进行实学会使用秒表，掌握实验步骤，并能正确进行实验操作验操作重点难点：重点难点：1.实验原理的理解实验原理的理解2实验数据的处理实验数据的处理4课

2、前自主学案课前自主学案一、实验目的一、实验目的1利用单摆测定当地的重力加速度利用单摆测定当地的重力加速度2巩固和加深对单摆周期公式的理解巩固和加深对单摆周期公式的理解5摆长摆长l周期周期T三、实验器材三、实验器材长约长约1 m的细线、稍重的带孔小铁球的细线、稍重的带孔小铁球1个、带有铁个、带有铁夹的铁架台夹的铁架台1个、米尺个、米尺1把、秒表把、秒表1块、游标卡块、游标卡尺尺6四、实验步骤四、实验步骤1让线的一端穿过小球的小孔，让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个线结，做成单摆，如然后打一个线结，做成单摆，如图图1161所示所示2把线的上端用铁夹固定在铁架把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架

3、台放在实验桌边，台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记然下垂，在单摆平衡位置处做上标记图图11617(T1T2T3)/386改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验测改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验测出的重力加速度值，求出它们的平均值，即为当地出的重力加速度值，求出它们的平均值，即为当地的重力加速度值的重力加速度值7将测得的重力加速度值与当地重力加速度值相将测得的重力加速度值与当地重力加速度值相比较，分析产生误差的可能原因，若误差很大，应比较，分析产生误差的可能原因，若误差很大，应重新做实验重新做实验8整理器材整

4、理器材9核心要点突破核心要点突破10图图11621112图图1163当漏测当漏测r时，相当于以摆线长时，相当于以摆线长l为摆长为摆长l.这时，这时，T2klk(lr)，从数学知识可得，这，从数学知识可得，这时的图线斜率不变，可将原图线时的图线斜率不变，可将原图线a向左平移向左平移r，就得漏测就得漏测r后的图线后的图线c，其横截距的物理意义即，其横截距的物理意义即为半径为半径r.同理，当多加同理，当多加r时，图线为时，图线为b.1314二、误差分析二、误差分析1系统误差：主要来源于单摆模型本身是否符合系统误差：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，振要求，即悬点

5、是否固定，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段长度作为摆长等等2偶然误差：主要来自时间偶然误差：主要来自时间(即单摆周期即单摆周期)的测量的测量上摆球通过平衡位置开始计时，不能多记或漏记上摆球通过平衡位置开始计时，不能多记或漏记振动次数为了减小偶然误差，应进行多次测量取振动次数为了减小偶然误差，应进行多次测量取平均值平均值153本实验中长度本实验中长度(摆线长、摆球的直径摆线长、摆球的直径)的测量时，的测量时，读数读到毫米位即可读数读到毫米位即可(即使用卡尺测摆球直径也只即使用卡尺测摆球直径也只需保留

6、到毫米位需保留到毫米位)时间的测量中，秒表读数的有时间的测量中，秒表读数的有效数字的末位在效数字的末位在“秒秒”的十分位即可的十分位即可三、注意事项三、注意事项1构成单摆的条件：摆线应选择细且不易伸长的构成单摆的条件：摆线应选择细且不易伸长的线，摆球应选择体积小、密度大的小球，且摆角不线，摆球应选择体积小、密度大的小球，且摆角不能超过能超过10.162固定悬点：单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹固定悬点：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，摆长改变的现象滑，摆长改变的现象3摆动方法：要使摆球在同一竖直面内摆动，不

7、摆动方法：要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静能形成圆锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放止释放4测摆长：摆长应是悬点到球心的距离，等于摆测摆长：摆长应是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径线长加上小球半径1718课堂互动讲练课堂互动讲练对实验器材、实验原理、注意事项对实验器材、实验原理、注意事项的考查的考查(1)在用单摆测定重力加速度的实验中，应在用单摆测定重力加速度的实验中，应选用的器材为选用的器材为_A1米长细线米长细线B1米长粗线米长粗线C10厘米细线厘米细线 D泡沫塑料小球泡沫塑料小球E小铁球小铁球 F1/10秒刻度秒表秒刻度秒表G时钟

8、时钟 H厘米刻度米尺厘米刻度米尺I毫米刻度米尺毫米刻度米尺19(2)在该实验中，单摆的摆角在该实验中，单摆的摆角应应_，从摆，从摆球经过球经过_开始计时，测出开始计时，测出n次全振动的时间次全振动的时间为为t，用毫米刻度尺测出摆线长为，用毫米刻度尺测出摆线长为L，用游标卡尺测，用游标卡尺测出摆球的直径为出摆球的直径为d.用上述物理量的符号写出测出的用上述物理量的符号写出测出的重力加速度的一般表达式为重力加速度的一般表达式为g_.【精讲精析精讲精析】(1)做摆长的细线要用不易伸长的轻做摆长的细线要用不易伸长的轻线，一般不应短于线，一般不应短于1米，选米，选A；小球应是密度较大，；小球应是密度较大

9、，直径较小的金属球，选直径较小的金属球，选E；计时仪器宜选用秒表；计时仪器宜选用秒表F；测摆长应该用毫米刻度米尺测摆长应该用毫米刻度米尺I.2021下表是用单摆测定重力加速度实验中获得下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据：的有关数据：实验数据的获取及处理实验数据的获取及处理摆长摆长l(m)0.40.50.60.81.01.2周期周期T2(s2)1.62.22.43.24.04.8(1)利用上述数据，在如图利用上述数据，在如图1164所示的坐所示的坐标中描出标中描出lT2图象图象图图116422(2)利用图象，求利用图象，求T25.2 s2时，时，l_m，重力加速度重力加速度g_m/s2.【思路点拨思路点拨】描点作出图象，求出图象的斜率，描点作出图象，求出图象的斜率，根据斜率求出根据斜率求出l和和g.【精讲精析精讲精析】(1)利用描点法画出图象如图利用描点法画出图象如图1165所示所示图图116523【答案答案】(1)见精讲精析见精讲精析(2)1.39.8624【题后反思题后反思】用图象法处理数据既直观又方便，用图象法处理数据既直观又方便，同时也能最大限度地减小偶然误差对实验结果造