第二章 第四节 用单摆测量重力加速度-2021-2022学年高二物理【创新设计】同步学考笔记（粤教版2019选择性必修1）课件

第四节　用单摆测量重力加速度 第2章 机械振动 INNOVATIVE DESIGN INNOVATIVE DESIGN 【学习目标】　1.会设计用单摆测重力加速度的实验方案。2.学会正确使用实验器材获取数据，对数据进行分析后得出结论。3.会分析误差，用物理语言准确描述实验结论。 2 实验基础梳理 典例探究分析 实验能力自测 目 录 CONTENTS /////// /////// /////// 3 目录 1 实验基础梳理 4 一、实验原理 实验基础梳理 目录 创新设计 5 用长约1 m的细丝线、球心开有小孔的金属小球、带有铁夹的铁架台、长约1 m的毫米刻度尺、秒表、游标卡尺。 二、实验器材 实验基础梳理 目录 创新设计 1.将细线穿过小球上的小孔，在细线的穿出端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆。 2.将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在桌边，使铁夹伸出桌面，把单摆上端固定在铁夹上，使摆线自由下垂。 三、实验步骤 实验基础梳理 目录 创新设计 实验基础梳理 目录 创新设计 四、数据处理 实验基础梳理 目录 创新设计 实验基础梳理 目录 创新设计 实验基础梳理 目录 创新设计 1.摆线细且弹性小；摆球用密度和质量较大的小球，直径应较小。 2.单摆的上端不要卷在夹子上，而要用夹子夹紧，以免单摆摆动时摆线滑动引起摆长变化。 3.摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小。 4.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。 5.计算单摆的周期时，应从摆球通过最低位置时开始计时，要测多次全振动的时间。 五、注意事项 实验基础梳理 目录 创新设计 目录 典例探究分析 2 13 探究1　实验探究之方案设计 【例1】 (2021·枣庄市三中高二月考)在做“用单摆测定重力加速度”的实验时。 (1)下列给出的材料中应选择________作为摆球与摆线，组成单摆。 A.木球 B.铁球 C.柔软不易伸长的丝线 D.粗棉线 (2)在测定单摆摆长时，下列的各项操作正确的是________。 A.装好单摆，抓住摆球，用力拉紧，测出摆线悬点到摆球球心之间距离 B.让单摆自由下垂，测出摆线长度再加上摆球直径 C.取下摆线，测出摆线长度后再加上摆球半径 D.测出小球直径，把单摆固定后，让小球自然下垂，用刻度尺量出摆线的长度，再加上小球的半径 典例探究分析 创新设计 目录 14 (3)实验测得重力加速度的值较当地重力加速度的值偏大，可能的原因是________。 A.摆球的质量偏大 B.单摆振动的振幅偏小 C.计算摆长时没有加上摆球的半径 D.将实际振动次数n次误记成(n＋1)次 (4)用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g＝________________。 典例探究分析 创新设计 目录 解析　(1)为减小空气阻力对实验的影响，应选用密度大而体积小的球作为摆球，A错误，B正确；摆线应选长度不易发生变化的线作为摆线，D错误，C正确。 (2)单摆摆长等于摆球半径与摆线长度之和，应先测出摆球直径，然后把单摆悬挂好，再测出摆线长度，摆球半径与摆线长度之和是单摆摆长。故选D。 题 干 典例探究分析 创新设计 目录 【训练1】 某同学利用单摆测量重力加速度。 (1)(多选)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是(　　) A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球 B.组装单摆须选用轻质且不易伸长的细线 C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动 D.摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大 典例探究分析 创新设计 目录 (2)如图所示，在支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m的单摆。实验时，由于仅有量程为20 cm、精度为1 mm的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL。用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g＝________。 典例探究分析 创新设计 目录 解析　(1)在利用单摆测定重力加速度实验中，为了使测量误差尽量小，须选用密度大、直径小的摆球和不易伸长的细线，摆球须在同一竖直面内摆动，摆长一定时，振幅尽量小些，以使其满足简谐运动的条件，故选B、C。 典例探究分析 创新设计 目录 【例2】 (2021·山东潍坊期末)某实验小组利用单摆测量当地重力加速度。 (1)(多选)除铁架台、小钢球和细线外，下列实验器材中还必须选用的是________。 探究2　实验探究之数据处理与误差分析 典例探究分析 创新设计 目录 (2)实验时多次改变悬点到摆球顶部的距离L，分别测出摆球做简谐运动的周期T后，作出的T2－L图像如图所