实验：用单摆测量重力加速度课件2025-2026学年高二上学期物理人教版选择性必修第一册

实验：用单摆测量重力加速度新课引入

曾经有个广东人到瑞士旅游，看到摆钟很漂亮，就买了一个回家，但是回到广东之后发现摆钟计时不准了，而在瑞士买的时候是很准的。后来就打电话投诉，但经过鉴定，摆钟的质量是没有问题的。同学们能否解释一下，问题出现在哪里了呢？新课引入重力加速度g的值随纬度的增加而增大，即便是在同一纬度上，不同的高度与深度，g的值也会有不同。这与地球该处的内部物质成分有关系，我们根据这个特点，可以探测地面下的矿产物质等，除此以外，了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义。为此，就需要了解测量重力加速度的方法。新课引入根据所学的知识，同学们能想出哪些方法来测量聊城本地的重力加速度?根据单摆周期公式求解根据自由落体运动公式求解实验探究——实验思路当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？想一想小组合作探究，根据问题思考，设计实验方案实验探究——方案展示实验探究实验装置物理量的测量PKPKPK有弹力无弹力L线1.摆长的测量d实验探究物理量的测量2.周期的测量将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足偏角小于5°，然后释放摆球，当单摆摆动稳定后，用秒表测量单摆完成30次(或50次)全振动的时间t。计算出平均摆动一次的时间T＝t/n，即为单摆的振动周期。当小球摆到什么位置时开始计时？能否直接测量单摆做一次全振动的时间，并将此作为单摆的周期？从摆球经过平衡位置时开始计时！思考：031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314实验探究——数据分析1.平均值法每改变一次摆长，将相应的l

和T

代入公式中求出g值，最后求出g的平均值。实验次数摆长l(m)周期T(s)加速度g(m/s2)g的平均值1

2

3

实验探究——数据分析2.图像法图像法处理数据：g=T2=L作出T2-L图像：斜率k=g=如果要用图像法进行数据分析，那么应该如何建立坐标系？思考：拓展了解山东地区的重力加速度：9.80m/s2和我们实验测量出来的加速度有所差别，这种误差主要来源于哪里呢？误差分析

产生原因减小方法偶然误差测量时间(单摆周期)及摆长时产生误差①多次测量再求平均值②计时从单摆经过平衡位置时开始系统误差主要来源于单摆模型本身①摆球要选体积小，密度大的②最大摆角要小于5°注意：要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆反思改进在用单摆测量重力加速度时，若所用的摆球质量分布不均匀，不能用摆线长加球半径得到单摆的摆长。我们采用如下方法解决这个问题：

由①②两式可求得当地的重力加速度

T2-L图像中斜率的倒数反思改进若单摆振动时容易形成圆锥摆，我们可以采用如下方法解决这个问题：用两根等长细线制作成双线摆（如下图），双线摆也是一种单摆，它的优点是可以把摆球的运动轨迹约束在一个确定的平面上。双线摆的摆长该如何表示？利用手机单摆测重力加速度课堂练习在做“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．长以0.25米为宜；C．摆角应小于5°；D．摆线的悬点要固定，才不会在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课堂小结用单摆测量重力加速度实验思路实验装置物理量的测量数据处理