单摆实验ppt课件.ppt

1、用单摆测重力加速度,1,【实验目的】,【实验原理】,【实验器材】,【实验内容】,【注意事项】,【误差分析】,2,1、实验思考题： (1)用单摆测量重力加速度是根据什么物理关系？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？读数各有几位有效数字？计算出来的重力加速度是几位有效数字？（三位） (3)单摆应当选用什么样的球？什么样的线？线长度应当在什么范围内？(80120cm) (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3050

2、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？,3,停表的使用和读数：,注意：当内侧分针没有超过半格时，外侧秒针读小于30的数字；,停表的读数等于内侧分针的读数与外侧秒针的读数之和.,机械式停表只能精确到0.1s，读数时不需 估读.,超过半格时，外侧秒针读大于30的数字.,4,5,6,【实验内容】,1、步骤 (1)取约1m长的细线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上，如图所示. (2)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。则单摆的摆长为Lr.,7,摆长（L）的测量,用米尺测出摆线长度L0=_；,摆长是悬点

3、到重心的距离。,999.8mm,8,用游标卡尺测摆球直径d=_。,2.10mm,摆长（L）=摆线长度（L0）+小球半径（d/2）,999.8mm+ 1.05mm=1000.85mm,9,(3)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(例如不超过10)，然后放开小球让它摆动，用停表测量单摆完成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.,(4)把测得的周期和摆长的数值代入公式 ，求出重力加速度g的值.,(5)改变摆长，重做几次实验.设计一个表格，把测得的数据和计算结果填入表格中，计算出每次实验的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即

4、可看作本地区的重力加速度.,10,(6)研究单摆的周期跟摆长的关系.在重力加速度一定时，周期跟摆长的二次方根成正比.算出不同摆长下，周期跟相应的摆长的二次方根之比，看看这个比值是否相等.,11,【数据处理】,方法一：将测得的几次的周期T和摆长L代入公式：g 4p2 L/T2 中算出重力加速度g 的值，再算出g的平均值，即为当地的重力加速度的值。,方法二：图象法，由单摆的周期公式：,因此以摆长L为纵轴，以T2为横轴，做出LT2图象，是一条过原点的直线，如图，求出斜率k，即可求出g值。 g42k，kL/T2。,12,2、测定重力加速度时： 摆球应选用_，摆线宜选用_； 测摆线的长度用_，要求准确到

5、_，测小球直径用_，测量摆动3050次时间用_； 此外，还需要配备_和_.,参考答案： 重而小的实心球；轻而长且难以发生形变的细线； 米尺；毫米；游标卡尺；停表； 铁架台；铁夹.,【实验练习】,13,下图中秒表的示数是多少?,3分48.7秒,秒表的读数分两部分：小圈内表示分，每小格表示0.5分钟； 大圈内表示秒，最小分度为0.1秒。 当分针在前0.5分内时，秒针在030秒内读数； 当分针在后0.5分内时，秒针在3060秒内读数。,14,课 堂 练 习,习题4：在“用单摆测定重力加速度的实验中” 用游标卡尺测量摆球直径的情况如下图所示，读出摆球直径_cm 。 测单摆周期时，当摆球经过平衡位置时开

6、始计时并计1次，测出经过该位置N次所用时间为t，则单摆周期为_。 若测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2L图象如图，则此图线的斜率的物理意义是_。,2.06,2t/（N1）,4p2 / g,15,3、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( ) 摆球质量太大了； 量摆长时从悬点量到球的最下端； 摆角太大了（摆角仍小于10）； 计算摆长时忘记把小球半径加进去； 摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动； 计算周期时，将(n1)次全振动误记为n次全振动.,参考答案： ,16,4、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

7、30至50次全振动的时间，计算出平均周期； C在平衡位置启动停表和结束计时； D在最大位移处启动停表和结束计时； E用秒表测100次全振动时间，计算平均周期； F在平衡位置启动停表，并开始计算，当摆球第30次经过平衡位置时制动停表，若读数为t，则Tt/30.,答案： BC,17,5、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10; D摆线的悬点要固定，方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

8、时 . 只有A、B、C、D项正确只有E、F项正确 只有ACDEF正确都正确,答案： ,18,6、在用单摆测定重力加速度的实验中，如果测出的重力加速度数值偏大，则（ ） A振幅较小; B测摆长时，只量出摆线的长度，没有从悬点量到球心; C数振动次数时，少计了一次; D数振动次数时，多计了一次.,答案： D,19,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，从而得出一组对应的L与T的数值，再以L为横坐标为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度g= 。,9.86m/s2,课 堂 练 习,20,习题：在利用单摆测定重力加速度的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g=42L/T2. 只要测出多组单摆的摆长L和运动周期T，作出T2L 图象，就可以求出当地的重力加速度，理论上T2L 图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图所示。,（1）造成图象不过坐标点的原因是:_; （2）由图象求出的重力加速度_.取 p2 =9.87 ,测摆长时漏掉摆球半径,9.87m/s2,21,解析：（1）由单摆周期公式得： T242L/g，由图象知，当L0时，T20，说明：L偏小，是由于漏测小球半径造成的。,（2）由上式知： k42 /