2.4 科学测量：用单摆测量重力加速度 学案-2021-2022学年高二上学期物理鲁科版（2019）选择性必修第一册

2.4科学探究：用单摆测重力加速度 【学习目标】 1．掌握用单摆测量重力加速度的方法． 2.会分析实验误差 【课上探究】 思考与交流 问题1.如何制作一个理想的单摆？选择怎样的小球做摆球比较好？摆线长一些好还是短一些好？ 问题2.小球摆角满足什么条件才满足周期公式？ 问题3.怎样准确地测量摆长？ 问题4.如何较小周期的测量误差？从哪开始计时比较好？ 问题5.实验过程中需要记录哪些实验数据？ 问题6.如何处理实验数据？如果采用图像法的话，如何选取坐标轴？ 问题7.在实验过程中有哪些注意事项？怎样可以减小实验误差？ 【当堂训练】 1．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出如下建议，其中对提高测量结果精确度有利的是(　　) A．适当缩短摆线长 B．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较小的 C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D．当单摆经过最高位置开始计时 2．某同学利用单摆测量重力加速度。 (1)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 (2)如图所示，在物理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的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＝________。 3. 在“利用单摆测定重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g＝.只要测出多组单摆的摆长l和运动周期T，作出T2­l图象，就可以求出当地的重力加速度．理论上T2­l图象是一条过坐标原点的直线，某同学根据实验数据作出的图象如图11­4­7所示． 图11­4­7 (1)造成图象不过坐标原点的原因可能是________． A、测摆长时漏掉了小球的半径 B 、测摆长时多加了小球的半径 C、测周期时多数了一次 D、测周期时少数了一次 (2)本次实验对重力加速度的测量值会带来怎样的实验误差 A、偏大 B、偏小 C、无影响 D、不确定 4.某同学在利用单摆测重力加速度实验中，误将49次全振动记为50次，则这样根据周期公式计算出的重力加速度与真实值相比会 （选填“偏大”“偏小”“无影响”） 5、某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。 (1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是 (填字母代号)。 A.保证摆动过程中摆长不变 B.可使周期测量得更加准确 C.需要改变摆长时便于调节 D.保证摆球在同一竖直平面内摆动 (2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L = 0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为 mm，单摆摆长为 m。 6．(2020·浙江7月选考)某同学用单摆测量重力加速度， (1)为了减少测量误差，下列做法正确的是________(多选)； A．摆的振幅越大越好 B．摆球质量大些、体积小些 C．摆线尽量细些、长些、伸缩性小些 D．计时的起、止位置选在摆球达到的最高点处 (2)改变摆长，多次测量，得到周期平方与摆长的关系图象如图所示，所得结果与当地重力加速度值相符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是________。 A．测周期时多数了一个周期 B．测周期时少数了一个周期 C．测摆长时直接将摆线的长度作为摆长 D．测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长 参考答案： 1．　BC　 2．(1)BC　(2) 3. (1)A(2)C 4．偏小 ５．(1)AC　 (2)9.8 0.9892 6. (1)BC　(2)C 2021-2022学年高二物理学案（鲁科版2019选择性必修一） 班级：____________ 姓名：______________ 学号：____________ 8 学科网（北京）股份有限公司 $