高中物理-5. 实验：用单摆测量重力加速度教学课件设计

实验：用单摆测量重力加速度

实验目的：1、理解用单摆测重力加速度的原理；2、能设计实验方案并正确测量数据；3、会应用公式法及图像法处理数据；4、培养严谨认真的态度及合作意识。实验原理：当单摆摆角比较____时做简谐运动，其运动周期为T＝________，与摆角的大小及摆球的质量无关，由此得到g＝_____.

因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度.小实验器材：

带孔小钢球一个、细丝线一条(长约1m)、带铁夹的铁架台、____________、__________、________。秒表游标卡尺毫米刻度尺.实验步骤：

(1)制作单摆——细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结。细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在平衡位置处作上标记。

×

(2)用__________

量出摆线长度l线，用_________测出摆球直径d，则摆长l＝_______.毫米刻度尺游标卡尺

l线+d/2l线051001

(3)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过____)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成n次(一般30-50次)全振动所用的

为减小误差，摆长和周期都应多次测量求平均值t/n时间t，则单摆的振动周期T＝____5°注意事项:1、单摆——理想化模型（（1）线轻、细、不伸长；（2）摆球质量大、体积小；（3）摆角小于5°，在同一平面内振动）2、摆长——（1）悬点固定；（2）小球自然下垂时测悬线长（不宜太短）；（3）摆长不要漏掉小球半径3、周期——选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数（（1）不是经过平衡位置次数；（2）开始计时瞬间为0次；（3）次数一般取30-50次）误差分析：(1)系统误差的主要来源：悬点不固定；球、线不符合要求；摆球作圆锥摆等(2)偶然误差主要来自时间的测量上，因此，要从摆球通过平衡位置时开始计时，不能多记或漏记振动次数.请各组分工合作，完成实验操作，记录实验数据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．摆球以选密度大，体积小的小球为好;B．摆长以0.25米为宜;C．摆角应小于5°;D．摆线的悬点要固定，避免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.①A、B、C、D项正确 ②只有E、F项正确③ACDEF正确 ④都正确③课堂练习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量摆长时从悬点量到球的最下端；③摆角太大了（摆角仍小于5°）；④计算摆长时忘记把小球半径加进去；⑤计算周期时，将n次全振动误记为n+1次

②⑤

课堂练习3．周期为2s的摆叫秒摆，若要将秒摆的周期变为1s，下列措施可行的是（）A．将摆球的质量减半B．将振幅减半C．将摆长减半D．将摆长减为原来的1/4D课堂练习4、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长L，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的L与T的数值，再以L为横坐标Ｔ２为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度g=

。1.04320.80.50

l/mT2/s2

9.86m/s2课堂练习g=4π2l/T2=4π2/k5、在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，用摆长l和周期T计算重力加速度的公式是g=______.若已知摆球直径为2.00cm,,让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图所示,则单摆摆长是_______m.若测定了40次全振动的时间为75.2s,单摆摆动周期是_______s，为了提高测量精度，需多次改变l值，并测得相应的T值.现将测得的六组数据标示在以l为横坐标，以T2为纵坐标的坐标系上,即图中用“。”表示的点，则:(1)单摆做简谐运动应满足的条件是___________(2)试根据图中给出的数据点作出T2和l的关系图线，根据图线可求出g=____m/s2.(取π2=9.86结果取三位有效数字)课堂练习4π2l/T20.87501.88摆角小于509.86实验原理：由单摆周期公式得测出摆长l和振动周期T就可以计算出当地的重力加速度条件控制：单摆做简谐运动（线、球、角）数据测量：

l=l线+d/2(摆长等于线长加球半径)；

T=t/n（从平衡位置开始，多次测量求平均）数据分析：用