2020-2021学年高二下学期物理教科版选修3-4课件：1.5 学生实验：用单摆测定重力加速度

5.学生实验:用单摆测定重力加速度　　　　　　 一、实验目的 1.利用单摆测定当地的重力加速度。 2.掌握停表的使用和读数。 二、实验原理 1.重力加速度的确定: 由单摆公式T=2π 得g= ,实验时测出摆长l和周期T,代入公式就可以求出 当地的重力加速度。 2.停表的使用和读数: 停表的读数等于内侧分针的读数与外侧秒针的读数之和。 注意:(1)当内侧分针没有超过半格时,外侧秒针读小于30的数字;超过半格时,外 侧秒针读大于30的数字。 (2)机械式停表只能精确到0.1 s,读数时不需估读。 三、实验器材 　有小孔的摆球两个、长约1 m的细线一条、带铁夹的铁架台、米尺、停表、游标卡尺。 【实验过程】 一、实验步骤 1.做单摆:将细线的一端穿过摆球的小孔,并打一个比小孔大的线结。然后把线的另一端用铁夹固定于铁架台上,在平衡位置处做上标记,如图所示。 2.测摆长:用米尺测出摆线长度l′,用游标卡尺测量出摆球的直径d,则单摆的摆 长l=l′+ 。 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,经过平衡位置时开始用秒表计时,数出以后摆球通过平衡位置的次数n, 用停表记下所用时间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。 二、数据处理 1.平均值法:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式g= 中求出g值,最后求 出g的平均值。 设计如表所示实验表格 实验次数 摆长l/m 周期T/s 加速度g/m·s-2 g的平均值 1 2 3 2.图像法: 由T=2π 得T2= l,作出T2-l图像,即以T2为纵轴,以l为横轴,其斜率k= , 由图像的斜率即可求出重力加速度g。 【误差分析】 1.测摆长l时只测量出细线长,没有加上小球的半径,使得所测摆长偏小,g的测量 值偏小。 2.测摆动周期时,将N次全振动误记为N+1次全振动,使所测周期偏小,g的测量值 偏大。 3.实验时,摆角远大于5°,使得摆动实际周期与2π 有偏差。 注意事项 1.实验时,摆线长度要远大于摆球直径,且摆线无明显伸缩性,另外摆球要选取密度大且质量分布均匀的钢球。 2.单摆摆球应在竖直平面内摆动,且摆角应小于5°。 3.测摆长l时