9 第2章 第4节 科学测量：用单摆测量重力加速度（课件PPT）-2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第一册【金版新学案】同步导学（鲁科版）

第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 第2章 机械振动 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 第4节　科学测量：用单摆测量重力加速度 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 必备知识·自主学习 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 [实验目的] (1)用单摆测量重力加速度。 (2)会使用秒表测量时间。 (3)能分析实验误差的来源，并能采用适当方法减小测量误差。 [实验器材] 长约1 m的细线、开有小孔的金属小球、带有铁夹的铁架台、___________、___________、___________。 刻度尺 秒表 游标卡尺 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 [实验原理与设计] 单摆做简谐运动时，由周期公式T＝2π eq \r(\f(l,g)) ，可得g＝ eq \f(4π2l,T2) 。因此，测出单摆摆长和振动周期，便可计算出当地的重力加速度。 用秒表测量30～50次全振动的时间，计算平均做一次全振动的时间，得到的便是振动周期。 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 [实验步骤] (1)取长约1 m的细线，细线的一端连接小球，另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自由下垂，如图所示。 (2)用___________测摆线长度l线，用___________测小球的直径d。测量多次，取平均值，计算摆长l＝___________。 刻度尺 游标卡尺 l线＋ eq \f(d,2) 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 (3)将小球从平衡位置拉至一个偏角小于5°的位置并由静止释放，使其在竖直面内振动。待振动稳定后，从小球经过平衡位置时开始用秒表计时，测量N次全振动的时间t，则周期T＝___________。如此重复多次，取平均值。 (4)改变摆长，重复实验多次。 (5)将每次实验得到的l、T代入g＝___________计算重力加速度，取平均值，即为测得的当地重力加速度。 eq \f(t,N) eq \f(4π2l,T2) 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 [数据分析] 方法①：计算法―→从测量的数据中选择几组，根据前面推导的公式，分别计算重力加速度，然后取平均值作为测量结果。 设计如下所示实验表格 实验次数 摆长l/m 周期l/m 重力加速度 g/(m·s－2) 重力加速度g的平均值/ (m·s－2) 1 g＝ eq \f(g1＋g2＋g3,3) 2 3 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 方法②：图像法―→根据g＝ eq \f(4π2l,T2) 得T2＝ eq \f(4π2,g) l， 画出T2­l图像，则是一条过原点___________，直线的斜率k＝ eq \f(4π2,g) ，由斜率k的值可求得重力加速度g。 直线 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 [注意事项] (1)单摆的条件：摆线应选择细且不易伸长的线(长度1 m左右)，小球应选用密度较大、体积较小的金属球(直径最好不超过2 cm)，摆角不能超过5°(可通过估计振幅的办法掌握)。 (2)固定旋点：单摆悬线的上端不可随意卷在杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑，摆长改变。 (3)摆动方法：要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放。 第2章　机械振动 必备知识·自主学习 关键能力·合作探究 强化落实·随堂检测 物 理 选择性必修 第一册 (4)测摆长：摆长应是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。 (5)测周期：①要从小球经过平衡位置时开始计时。 ②要测多次全振动的时间来计算周期，如在摆球过平衡位置时开始计时并数为0，以后摆球每过一次平衡位置数一个数，最后总计时为t，总数为n，则周期T＝ eq \f