高考物理人教山东一轮复习汇总实验用单摆测定重力加速度讲解省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件

试验17用单摆测定重力加速度第1页一、试验目标1.会用单摆测定重力加速度。2.会使用停表。二、试验原理三、试验器材带有铁夹铁架台、中心有小孔金属小球、不易伸长细线(约1m)、停表、刻度尺和游标卡尺。第2页2四、试验步骤1.做单摆:取约1m长细丝线穿过带孔小钢球,并打一个比小孔大一些结,然后把线另一端用铁夹固定在铁架台上,让摆球自然下垂,如图所表示。2.测摆长:用毫米刻度尺量出摆线长l'(准确到毫米),用游标卡尺测出小球直径d,则单摆摆长l=l'+。第3页33.测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°),然后释放小球,记下单摆摆动30~50次总时间,算出平均每摆动一次时间,即为单摆振动周期。4.改变摆长,重做几次试验。第4页4五、数据处理1.公式法将几次测得周期T和摆长l分别代入关系式g=,算出各组数据对应重力加速度g值,再算出g平均值,即为当地重力加速度值。2.图象法第5页5六、注意事项1.试验所用单摆应符合理论要求,即线要细、轻、不易伸长,摆球要体积小、质量大(密度大)。2.单摆悬线上端要固定,即用铁夹夹紧,以免摆球摆动时摆线长度不稳定。3.测量单摆周期时,应从摆球经过平衡位置(即最低点)时开始计时,以后摆球从同一方向经过平衡位置时进行计数,且在数“零”同时按下停表,开始计时、计数。4.摆动时,要使之保持在同一个运动平面内,且偏角小于5°,不要形成圆锥摆。第6页6命题点一命题点二教材原型试验典例1(·北京海淀期中)在用图所表示单摆“测重力加速度”试验中,某同学操作步骤以下:a.取一根细线,下端系住直径为d金属小球,上端固定在铁架台上;b.用米尺测量细线长度为l,l与小球半径之和记为摆长;c.迟缓拉动小球,使细线偏离竖直方向约为5°位置由静止释放小球;d.用秒表统计小球完成n次全振动所用总时间t,计算单摆周期T=t/n;f.改变细线长度,重复b、c、d、e步骤,进行屡次测量。第7页7命题点一命题点二(1)在上述步骤中,错误是

(写出该步骤字母);更正后正确应该是

。

(2)该同学为了降低误差,利用上述未更正错误测量中多组试验数据做出了l-T2图象,该图象对应图中

图。

第8页8命题点一命题点二(3)在“用单摆测定重力加速度”正确试验中,以下做法有利于减小试验误差是

。

A.适当加长摆线B.质量相同,体积不一样摆球,应选取体积较大C.单摆偏离平衡位置角度不能太大D.当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停顿计时,用此时间间隔作为单摆振动周期(4)北京时间年5月22日早晨10点05分,中国女子登山队首次登上珠穆朗玛峰顶峰,五星红旗再一次在珠峰峰顶飘扬。若登山队员利用单摆来确定珠峰高度,测得该单摆在海平面处周期是T0,在峰顶周期是T,则珠峰顶峰海拔高度h=

。(地球可看作质量均匀分布半径为R球体)

第9页9命题点一命题点二第10页10命题点一命题点二(3)A.适当加长摆线能够使周期大些,减小摆长与周期测量误差,从而减小试验误差,故A正确;B.为减小阻力对试验影响,质量相同,体积不一样摆球,应选取体积较小,故B错误;C.单摆在小摆角下摆动为简谐振动,单摆偏离平衡位置角度不能太大,故C正确;D.当单摆经过平衡位置时开始计时,经过一次全振动后停顿计时,用此时间间隔作为单摆振动周期,测量偶然误差较大,从而使试验误差较大,故D错误;故选AC。第11页11命题点一命题点二思维点拨(1)摆线长度与摆球半径之和是单摆摆长,分析试验步骤应用单摆周期公式分析答题。(2)依据单摆周期公式求出图象函数表示式,然后分析图示图象答题。(3)为减小空气阻力对试验影响,应选择密度大而体积小球作为摆球;为减小测量误差,应使摆线长度适当长些,测出多个周期需要时间然后求出平均值作为单摆周期。(4)依据万有引力公式与牛顿第二定律求出重力加速度表示式,再依据单摆周期公式求出珠峰顶峰海拔高度。第12页12命题点一命题点二本题考查了用单摆测重力加速度试验,知道试验原理与试验注意事项是解题前提与关键,应用单摆周期公式即可解题,平时要注意基础知识学习与积累。第13页13命题点一命题点二试验拓展与创新典例2(·江苏扬州一模)在“探究单摆周期与摆长关系”试验中,摆球在垂直纸面平面内摆动,如图甲所表示,在摆球运动最低点左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻。光敏电阻(光照时电阻比较小)与某一自动统计仪相连,该仪器显示光敏电阻阻值R随时间t改变图线如图乙所表示,则该单摆振动周期为

。若保持悬点到小球顶点绳长不变,改用直径是原小球直径2倍另一小球进行试验,则该单摆周期将

(选填“变大”“不变”或“变小”)。

第14页14命题点一命题点二答案:2t0

变大

第15页15命题点一命题点二第16页16命题点一命题点二思维点拨单摆在一个周期内两次经过平衡位置,每次经过平衡位置,单摆会挡住细激光束,由此得到周期;依据单摆周期公式

分析摆长改变时周期改变情况。第17页171.(多项选择)(·江苏盐城模拟)某同学在做利用单摆测重力加速度g试验,他先测得摆线长为98.50cm,用10分度游标卡尺测得小球直径如图所表示,然后用秒表统计了单摆全振动50次所用时间为100.0s,以下相关该试验说法正确是(

)A.依据图示可知小球直径为2.96cmB.统计时间时应从摆球经过最高点时开始计时C.假如在试验中误将49次全振动计为50次,测得g值偏小D.假如在试验中误将小球直径与摆线长之和当成摆长,测得g值偏大E.摆线上端在振动中出现松动,测得g值偏小答案解析解析关闭答案解析关闭第18页182.(·天津联考)甲、乙两个学习小组分别利用单摆测量重力加速度。第19页19(1)甲组同学采取图甲所表示试验装置。A.因为没有游标卡尺,无法测小球直径d,试验中将悬点到小球最低点距离作为摆长l,测得多组周期T和l数据,作出l-T2图象,如图乙所表示。①试验得到l-T2图象是

;

②小球直径是

cm;

B.在测量摆长后,测量周期时,摆球振动过程中悬点O处摆线固定出现松动,摆长略微变长,这将会造成所测重力加速度数值

。(选填“偏大”“偏小”或“不变”)

第20页20(2)乙组同学在图甲所表示装置基础上再增加一个速度传感器,如图丙所表示,将摆球拉开一小角度使其做简谐运动,速度传感器统计了摆球振动过程中速度随时间改变关系,如图丁所表示v-t图线。A.由图丁可知,该单摆周期T=

s;

B.更换摆线长度l后,屡次测量,依据试验数据,利用计算机作出T2-l图线(l为摆线长),并依据图线拟合得到方程T2=4.04l+0.024。由此能够得出当地重力加速度g=

m/s2。(取π2=9.86,结果保留3位有效数字)

第21页21答案:(1)①c

②1.2

偏小

(2)2.0

9.76第22页22第23页233.(·湖北孝感期末)在用单摆测量重力加速度试验中,试验装置如图(a)所表示,细线上端固定在铁架台上,下端系一个小钢球,做成一个单摆。第24页24(1)试验过程有两组同学分别用了图(b)(c)两种不一样方式悬挂小钢球,你认为

(选填“b”或“c”)悬挂方式很好。

(2)某同学在试验中测得小球直径为d,测定了摆线长度为l,用秒表统计小球完成n次全振动总时间为t,则当地重力加速度表示式为g=

(用d、l、n、t表示)

(3)图(d)是某组同学依据试验数据画出T2-l图线,其中l是摆长,现已测