2012优化方案高三物理一轮复习课件--实验十二探究单摆的运动、用单摆测定重力

2012优化方案高三物理一轮复习课件--实验十二探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度

实验十二

探究单摆的运动、

用单摆测定重力加速度

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实 验 十 摆二 测探 定究 重单 力摆 加的 速运 度动 、 用 单

知识要点归纳

过程分析导引

实验典例精析

知能优化演练

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知识要点归纳

实验目的1.用单摆测定当地的重力加速度.

2.能正确熟练地使用秒表.

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实验原理

当单摆摆角很小(小于 10° )时，可看成简谐运 动，其固有周期为 T=2π l ,由公式可得 g

4π2l g= 2 , 故只要测定摆长 l 和单摆的周期 T, T 即可算出重力加速度 g.

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实验器材 长约1 m的细线、小铁球、铁架台(连铁夹)、米尺 、秒表、游标卡尺.

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过程分析导引

一、实验步骤 1.做单摆 取约1 m长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一 个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹 固定在铁架台上，并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. 2.测摆长 用米尺量出摆线长l(精确到毫米),用游标卡尺测 出小球直径D,则单摆的摆长 D l′=l+ . 2

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3.测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°),然

后释放小球，记下单摆摆动30次~50次的总时间,算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动

周期.反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值.

4.改变摆长，重做几次实验.二、数据处理

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方法一： 将测得的几次的周期 T 和摆长 l 代入公式 4π2l g= 2 中算出重力加速度 g 的值，再算出 g 的平 T 均值，即为当地的重力加速度的值. 方法二：图象法 l g 2 由单摆的周期公式 T=2π g可得 l=4π2T ,因 此以摆长 l 为纵轴，以 T2 为横轴作出 l- 2 图象， T 是一条过原点的直线，如图 1-3-1 所示，求出 l Δl 2 斜率 k,即可求出 g 值.g=4π k,k= 2= 2. T ΔT

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图11-3-1

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三、误差分析 1.系统误差 主要来源于单摆模型本身是否符合要求.即：悬 点是否固定，摆球是否可看作质点，球、线是否 符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内 振动以及测量哪段长度作为摆长等.只要注意了 上面这些问题，就可以使系统误差减小到远小于 偶然误差而忽略不计的程度.

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2.偶然误差 主要来自时间(即单摆周期)的测量上.因此，要 注意测准时间(周期).要从摆球通过平衡位置开 始计时，并采用倒计时计数的方法，即 4,3,2,1,0,1,2,…在数“零”的同时按下秒表开始计 时.不能多计或漏计振动次数.为了减小偶然误

差，应进行多次测量后取平均值.

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四、注意事项 1.选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线， 长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金 属球，直径应较小，最好不超过2 cm. 2.单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上， 应夹紧在铁夹中

,以免摆动时发生摆线下滑、摆 长改变的现象. 3.注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过 10°.可通过估算振幅的办法掌握.

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4.摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面 内，不要形成圆锥摆. 5.计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低 位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位 置的正下方作一标记.以后摆球每次从同一方向 通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时

按下秒表，开始计时计数.

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实验典例精析

实验注意事项及误差分析 在用单摆测定重力加速度实验中，单摆的 摆角θ应________,从摆球经过________开始计时， 测出n次全振动的时间为t,用毫米刻度尺量出摆线 长为L,用游标卡尺测出摆球直径为d. (1)用上述数据的符号写出测量重力加速度的一般 表达式g=________. (2)对该实验，有人提出以下几点建议，其中能够 提高测量结果精确度的是( )例1

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A.适当加长摆线 …… 此处隐藏：608字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……