用单摆测定重力加速度教学教材

1、用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度g，需先测定哪些物理量？，需先测定哪些物理量？一是测定单摆的摆长一是测定单摆的摆长L，二是测定单摆的周期。，二是测定单摆的周期。要测定单摆的摆长和周期需要使用什么仪器？要测定单摆的摆长和周期需要使用什么仪器？因为单摆的摆长等于线长加摆球半径，测线长要用刻因为单摆的摆长等于线长加摆球半径，测线长要用刻度尺，测小球直径要用游标卡尺，测定时间要用秒表。度尺，测小球直径要用游标卡尺，测定时间要用秒表。为了组装单摆需要用什么器材？为了组装单摆需要用什么器材？组装一个单摆需要铁架台、细线、有孔的钢球。组装一个单摆需要铁架台、细线、有孔的钢球。用单

2、摆测定重力加速度的具体操作步骤是什么？实验中用单摆测定重力加速度的具体操作步骤是什么？实验中的注意事项有哪些？的注意事项有哪些？实验目的 1、 用单摆测定当地的重力加速度用单摆测定当地的重力加速度2、 会使用秒表会使用秒表实验原理 当单摆摆角很小（小于当单摆摆角很小（小于5 5）时，可看作简）时，可看作简谐运动，其固有周期为谐运动，其固有周期为 由公式可得由公式可得 故只要测定摆长故只要测定摆长 l l 和单摆的周期和单摆的周期T T，即可，即可算出重力加速度算出重力加速度g g。 2lTg224lgT实验仪器 长约长约1 1米的（米的（不可伸缩的不可伸缩的）细线、）细线、小铁球、铁架台（连铁

3、夹）、米尺、小铁球、铁架台（连铁夹）、米尺、游标卡尺、秒表游标卡尺、秒表 1.让细线让细线的一端的一端穿过穿过摆摆球球的的小孔，小孔，然后然后打一个比打一个比小小孔大的线结，制成一个单摆孔大的线结，制成一个单摆.线的另一端用铁夹固定在铁架上（图线的另一端用铁夹固定在铁架上（图1-5-1），把铁架台放在实验桌边，使），把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂.2.用米尺量出悬线长用米尺量出悬线长度度l线线，用，用游标卡游标卡尺尺测测量出量出摆球摆球的的直径直径d，摆长为，摆长为l=l线线+d/2.3.把单摆从平衡位置拉开一个把单摆从平衡位置拉开一个

4、很小的很小的角度角度（不超过（不超过5）后释放）后释放.为了使摆球只为了使摆球只在一个竖直平面内摆动，释放摆球时不要发生旋转，使单摆做简谐运动在一个竖直平面内摆动，释放摆球时不要发生旋转，使单摆做简谐运动.从从摆球通过平衡位置开始计时，数出之后摆球通过平衡位置的次数摆球通过平衡位置开始计时，数出之后摆球通过平衡位置的次数n，用停表，用停表记下所用的时间记下所用的时间t，则单摆振动的周期，则单摆振动的周期T=2t/n。要使摆球在竖直平面内摆动，。要使摆球在竖直平面内摆动，选用的悬线应细、质量小，且不易伸长选用的悬线应细、质量小，且不易伸长.4.根据单摆的周期公式，计算出重力加速度根据单摆的周期公

5、式，计算出重力加速度.5.变更摆长，重做几次实验，计算出每次实验得到的重力加速度值变更摆长，重做几次实验，计算出每次实验得到的重力加速度值.6.把测得的把测得的数据数据和和计算结果填入表计算结果填入表1-5-1中，求出几次实验得到的重力加速度的中，求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看做本地区的重力加速度平均值，即可看做本地区的重力加速度.7.可以多做几次实验，由几组可以多做几次实验，由几组l、T值作出值作出T2-l图像，利用图像的斜率，算出重图像，利用图像的斜率，算出重力加速度力加速度实验次实验次数数摆长（摆长（m）时间时间振次振次周期周期周期平周期平均值均值重力重力加速加速度度gl线

6、dlt/snT/sT表表1-5-1【数据处理数据处理】 1. 1.平均值法：每改变一次摆长，将相应的平均值法：每改变一次摆长，将相应的l和和T T代入公式代入公式中求出中求出g g值，最后求出值，最后求出g g的平均值的平均值. .如下表处理数据：如下表处理数据：2.2.图像法：图像法：由由 得得 作出作出T T2 2- -l图像，即以图像，即以T T2 2为纵轴为纵轴, ,以以l为横轴为横轴. .其斜率其斜率 由图像可计算出斜率，可求出重力加速度由图像可计算出斜率，可求出重力加速度 24kg，T2g l224Tglkg241 1、做单摆：、做单摆：让细线让细线的一端的一端穿过穿过摆摆球球的的

7、小孔，小孔，然后然后打打一个比孔大的线结，制成一个单摆一个比孔大的线结，制成一个单摆. 2 2、测摆长：、测摆长：(1)(1)用米尺量出悬线长用米尺量出悬线长l线线，准确到，准确到mm(2)(2)用游标卡尺测摆球直径用游标卡尺测摆球直径d，准确到准确到mm摆长为摆长为l=l线线+d/2L L051001用用停停表测量单摆的周期。表测量单摆的周期。3 3、测周期：、测周期：把单摆从平衡位置拉开一个把单摆从平衡位置拉开一个很小很小角度（角度（5 5o o）后释放后释放注意事项1 1、细线不可伸缩细线不可伸缩，长度约，长度约1m1m。小球小球应选用应选用密度较密度较大大的金属球，的金属球，直径应较小

8、直径应较小（最好不超过（最好不超过2 2）。）。 2 2、单摆的上端单摆的上端不要卷在夹子上，而要用夹子加紧，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，且以免单摆摆动时摆线滑动或者摆长改变，且 L=L+d/2L=L+d/2。 3 3、最大摆角小于最大摆角小于55，可用量角器测量，然后通过，可用量角器测量，然后通过 振幅来掌握。振幅来掌握。 注意事项4 4、摆球摆动时要在、摆球摆动时要在同一个竖直平面内同一个竖直平面内。 5 5、计算单摆的振动次数时，应、计算单摆的振动次数时，应以摆球通过以摆球通过最低最低点时点时开始计时开始计时，以后摆球从同一方向通过最低，以后摆球从同一方向通过最低点时进行计数，且在点时进行计数，且在数零的同时数零的同时按下秒表，开按下秒表，开始计时计数，并且要测多次全振动的总时间，始计时计数，并且要测多次全振动的总时间，然后除以振动