2026届高考物理冲刺复习 实验九：用单摆测量重力加速度的大小

2026届高考物理冲刺复习实验九

用单摆测量重力加速度一、实验目的1.练习使用停表和刻度尺.2.探究影响单摆运动周期的因素.3.会用单摆测定重力加速度.二、实验原理

三、实验器材

四、实验步骤1.让摆线的一端穿过小钢球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆.2.把摆线的上端用铁夹固定在铁架台上,把铁架台放在实验桌桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂,在单摆平衡位置处作上标记,如图所示.

6.改变摆长,重做几次实验,计算出每次实验的重力加速度值,求出它们的平均值,该平均值即为当地的重力加速度值.五、数据处理

六、误差分析1.系统误差的主要来源:悬点不固定,摆球不可视为质点,球、线不符合要求,振幅不是足够小,振动形成了圆锥摆而不是在同一竖直平面内的振动等.2.偶然误差主要来自时间的测量,因此,要从摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计全振动次数.为了减小偶然误差,应多次测量后取平均值.3.利用图像法处理数据具有形象、直观的特点，同时也能减小实验误差，利用图像解题时要特别注意图像的斜率及截距的应用.七、注意事项

例1

[2024·宁夏银川模拟]

实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示.(1)

实验过程中两组同学分别用了图乙、图丙两种不同方式悬挂小钢球，你认为______(选填“图乙”或“图丙”)悬挂方式较好.图丙[解析]

图乙中单摆摆动时摆长会发生变化，则图丙悬挂方式较好.

2.240

1.41

9.86

0.006(0.007也可)

20.035(20.034~

20.036均可)20.029(20.028~

20.030均可)

大于

82.51.829.83

创新角度实验装置图创新解读实验器材的创新__________________

_____________________________________________

1.利用双线摆，避免摆球摆动过程中做圆锥摆运动2.利用光电门测时间，提高测量精度创新角度实验装置图创新解读测量原理的创新_____________________________________续表创新角度实验装置图创新解读实验过程的创新_____________________________________________________________续表考向一

实验器材的创新

0.245

考向二

测量原理的创新

①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图甲所示.

9.59(9.56~9.62均可)

(4)

本实验的误差来源包括_____.A.空气阻力B.弹簧质量不为零C.光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置√√[解析]

实验时光电门应对齐弹簧振子振动过程中的平衡位置，这样托盘通过平衡位置时遮光条挡光时间才最短，计时才最准确，若光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置，则计时准确度变低，造成测量弹簧振子振动周期出现偶然误差，C正确；光电门是固定的，它对齐的是弹簧振子未振动时振子所在的平衡位置，若存在空气阻力，则会导致弹簧振子向上振动和向下振动过程中平衡位置发生变化，所以光电门记录的不再是平衡位置，造成测量弹簧振子振动周期出现系统误差，A正确；

考向三

实验过程的创新例4

[2024·湖南岳阳模拟]

某学习小组利用单摆测量当地的重力加速度.实验装置如图甲所示，将小磁铁吸附在钢质小球的正下方，当小球静止时，将传感器固定于小球正下方的水平桌面上；传感器与电脑连接，可以将实时测量到的磁感应强度数据传输进电脑进行分析.(1)

下列说法正确的是

___；A.小球应选择体积大的B.摆线应选择弹性小、细些的C.安装单摆时，可将摆线一端直接缠绕在铁架台横杆上D.摆动过程中的最大摆角越大越好√[解析]

为了尽可能减小空气阻力对实验的影响，摆球尽量选择质量较大、体积较小的，故A错误；摆线要选择较细(尽可能减小空气阻力对实验的影响)、伸缩性较小(确保摆球摆动时摆长几乎不变)、且尽可能长一些的(减小摆长测量时的相对误差)，故B正确；安装单摆时，不可将摆线一端直接缠绕在铁架台横杆上，否则摆球运动过程中摆长会发生变化，故C错误；只有摆线相对平衡位置的偏角很小的情况下，单摆才做简谐运动，进而才能根据周期公式测量重力加速度，故D错误.

2.00

2.2

相等

1.实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度的大小”的实验.(1)

下列装置最合理的是___.[解析]

根据单摆理想模型可知，为减小空气阻力的影响，摆球应采用密度较大，体积较小的铁球，为使单摆摆动时摆长不变化，摆线应用不易形变的细丝线，悬点应该用铁夹来固定，故选D.√(2)

为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的是____.A.测量摆长时，应测量水平拉直后的摆线长B.在摆球运动过程中，必须保证悬点固定不动C.在摆球运动过程中，摆线与竖直方向的夹角不能太大D.测量周期时，应该从摆球运动到最高点时开始计时√√

①

该图像的斜率为___.

√

9.86

2.0