第二章5 实验：用单摆测量重力加速度-2020-2021学年新教材高中物理选择性必修第一册新课标辅导【精讲精练】人教版（课件ppt)

第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 5　实验：用单摆测量重力加速度 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 [学业要求与核心素养] 1．知道用单摆测量重力加速度的原理。 2．会用单摆测量当地的重力加速度。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 ［实验思路］ 摆长 周期 自主预习·基础落实 由T＝2πeq \r(\f(l,g))，得g＝eq \f(4π2l,T2)，则测出单摆的_____和_______，即可求出当地的重力加速度。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 带孔小钢球一个(直径不大于2 cm)、细线一根(长度不短于1 m)、铁架台、刻度尺、秒表、_________、铁架台及铁夹。 ［实验装置］ 游标卡尺 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 图2－5－1 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．做单摆 (1)让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结。 (2)把线的上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，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上标记。 ［进行实验］ 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 2．测摆长：用毫米刻度尺量出悬线长l′，精确到毫米；用游标卡尺测量出摆球的直径D，精确到毫米；则l＝l′＋eq \f(D,2)，即为单摆的摆长。 3．测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足摆角小于5°，然后释放摆球，当单摆摆动稳定后，过平衡位置时用秒表开始计时，测量30次～50次全振动的时间。计算出平均摆动一次的时间，即为单摆的振动周期T。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 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。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 ［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＝eq \f(4π2l,T2)中求出g值，最后求出g的平均值。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 设计如下所示实验表格 实验次数 摆长l(m) 周期T(s) 加速度g(m/s2) g平均值 1 g＝eq \f(g1＋g2＋g3,3) 2 3 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 2．图像法：由T＝2πeq \r(\f(l,g))得T2＝eq \f(4π2,g)l作出T2­l图像，即以T2为纵轴，以l为横轴。其斜率k＝eq \f(4π2,g)，由图像的斜率即可求出重力加速度g。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 图2－5－2 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．本实验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；是单摆还是复摆；球、线是否符合要求；振动是圆锥摆还是同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等等。只要注意了上面这些方面，就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差而忽略不计的程度。 ［误差分析］ 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 2．本实验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，不能多记或漏记振动次数。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。 3．本实验中在测量长度(摆线长、摆球的直径)时，读数读到毫米即可(即使用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米)。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 1．选择材料时应选择细而不易伸长的线，比如用单根尼龙丝、丝线等，长度一般不应短于1 m，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．摆动时控制摆线偏离竖直方向的角度应很小。 ［注意事项］ 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 3．摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆。 4．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，以后摆球从同一方向通过最低点时计数，要测多次(如30次或50次)全振动的时间，用取平均值的办法求周期。 第二章 机械振动 物理选择性 必修第一册 菜 单 ［例1］(1)物理课外小组研究“用单摆测重力加速度”实验，他们依照教材实验直接测量的物理量应为________、________、________，其公式为________。 一、实验原理与数据分