11.4 单摆—人教版高中物理选修3-4课件(共11张PPT)

11.42 单摆实验 在最大摆角很小的情况下，单摆做简谐运动． 摆线： 质量不计 长度远大于小球直径 不可伸缩 摆球： 质点（体积小 质量大） 1.单摆模型 2.单摆的回复力： 单摆做简谐运动的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，跟振幅、摆球的质量无关． 3.单摆的周期： 知识回顾 实验：用单摆的测定重力加速度 1．实验原理 单摆在偏角很小(小于5°)时的摆动，可以看成是简谐运动。其固有周期为T＝2，由此可得 g＝ 。据此，只要测出摆长l和周期T，即可计算出当地的重力加速度值。 2．实验器材 摆球1个(穿有中心孔)、秒表、物理支架、米尺或钢卷尺、游标卡尺、细线等。 3．实验步骤 (1)做单摆：将线的一端穿过小球的小孔，并打一比孔大的结。然后把线的上端用铁夹固定于铁架台上，在平衡位置处做上标记。 (2)测摆长：用毫米刻度尺测出摆线长度 线，用游标卡尺测量出摆球的直径d，则单摆的摆长L＝线＋。 (3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个小于5°的角，然后释放摆球，当单摆振动稳定后，过最低位置时开始用秒表计时，测量N次(一般取30～50次)全振动的时间t，则周期T＝ 。 (4)变摆长：将单摆的摆长变短(或变长)，重复实验三次，测出相应的摆长l和周期T。 实验：用单摆的测定重力加速度 4.数据处理 (1) 平均值法：每改变一次摆长，将相应的 和T代入公式中求出g值，最后求出g的平均值。 (2)图像法：由T＝2得T2＝，作出 T2 图像，即以T2为纵轴，以 为横轴。其斜率k＝ ，由图像的斜率即可求出重力加速度g。 注意：用图像法处理数据既简单又直观，同时能最大限度的减少偶然误差。 实验：用单摆的测定重力加速度 5．注意事项 (1)制作单摆时：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5°。可通过估算振幅的办法掌握。 (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，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“