用单摆测定重力加速

【实验目的】

用单摆测定当地重力加速度【实验原理】

单摆做简谐运动时，其周期为，故有

,因此测出单摆的摆长和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度的数值。【实验器材】

带孔小钢球一个，约1m长的线绳一条，铁架台、米尺、秒表、游标卡尺；秒表的使用及读数第1页/共12页第一页，共13页。【实验步骤】①做单摆：取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上。②测摆长：用米尺量出悬线长l，准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，也准确到毫米，则摆长为l+r（注意悬线长即摆绳长的量法）。③测周期:把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它，用秒表测量单摆完成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。反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。④算重力加速度g

：把测得的周期（用平均值）和摆长的数值代入公式，求出重力加速度g的值来。第2页/共12页第二页，共13页。项目次数摆长（m）时间振次周期周期平均值T重力加速度gl线dlt/snT/s123【数据记录处理】第3页/共12页第三页，共13页。【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，摆长改变的现象；③注意摆动时摆角不能过大；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测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。第4页/共12页第四页，共13页。实验操作课一、秒表读数二、分组实验第5页/共12页第五页，共13页。一、实验思考题：1、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？2、该实验需要测量哪些量？各用什么测量工具？读数各有几位数字？计算出来的重力加速度是几位有效数字？（三位）【实验思考】第6页/共12页第六页，共13页。3、单摆应选用什么样的球？什么样的线？线长度应当在什么范围内？（小于100cm）4、怎样保证小球的摆动是简谐运动？小球摆成圆锥摆，对周期有什么影响？5、测量摆长用什么测量工具？有必要用卡尺或千分尺吗？6、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？测30-50个周期有什么好处？7、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？8、刻度尺长度只有30cm，怎样测重力加速度？第7页/共12页第七页，共13页。【实验练习】二、相关练习题1、测定重力加速度时：①摆球就选用

，摆线宜选用

。②测摆线的长度用

，要求准确到

，测小球直径用

，要求准确到

，测量摆动30-50次时间用

。③此外，还需要配备

和

。第8页/共12页第八页，共13页。2、某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是

。

①摆球质量太大了；②摆长太长了；③摆角太大了（摆角仍小于10°）；④量摆长时从悬点量到球的最下端；⑤计算摆长时忘记把小球半径加进去；⑥摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动；⑦计算周期时，将（n-1）次全振动误记为n次全振动；④⑥⑦第9页/共12页第九页，共13页。3、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次人振动的时间，计算出平均周期；C、在平衡位置启动秒表和结束计时；D、在最大位移处启动秒表和结束计时；E、用秒表测100次全振动时间，计算平均周期；F、在平衡位置启动秒表，并开始计算，当摆球第30次经过平衡位置时制动秒表，若读数为t，则T=t/30。BC第10页/共12页第十页，共13页。秒表第11页/共12页第十一页，共13页。感谢您的观看！第12页/共12页第十二页，共13页。内容总结【实验目的】。,因此测出单摆的摆长和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度的数值。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测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的