第12章 实验17 用单摆测量重力加速度的大小(课件)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

第十二章　机械振动　机械波 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 1 实验储备·一览清 01 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 2 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 3 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 4 实验类型·全突破 02 类型1 类型2 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 5 1．适当加长摆线可以使周期大些，减小摆长与周期的测量误差，从而减小实验误差。 2．摆线上端需牢固地固定于O点，振动中出现松动，使摆长变大。 3．测长度时用米尺测出单摆自然下垂时摆线长度。 类型1　教材原型实验 实验原理与操作 角度1 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 6 [题组训练] 1．(2023·南京外国语学校高考模拟)实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 (1)实验室有如下器材可供选用： A．长约1 m的细线 B．长约1 m的橡皮绳 C．直径约2 cm的铁球 D．直径约2 cm的塑料球 E．米尺 F．时钟 G．停表 实验时需要从上述器材中选择：________(填写器材前面的字母)。 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 7 (2)在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下： ①将单摆上端固定在铁架台上。 ②测得摆线长度，作为单摆的摆长。 ③在偏角较小的位置将小球由静止释放。 ④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆的振动周期T＝ ⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。 其中有一处操作不妥当的是________(填写操作步骤前面的序号)。 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 (3)发现(2)中操作步骤的不妥之处后，他们做了如下改进：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度l1、l2和对应的周期T1、T2，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g＝________。 (4)实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因 _____________________________________________________。 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 11 2．利用单摆可以通过实验测量当地的重力加速度。如图甲所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。 甲　　　　　　　乙　 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 (1)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有________。 A．摆球应选用直径较小、密度较大的小球，摆线应选用细而不易伸长的线 B．为了便于记录周期，开始时将摆球拉开，应使摆线与平衡位置有较大角度 C．记录周期时，当摆球通过平衡位置时开始计时，摆球再次回到平衡位置停止计时，此时间间隔为Δt，则单摆周期T＝2Δt 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 (2)若已测出悬点到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振动所用的时间t，则重力加速度g＝________(用L、n、t表示)。 (3)图乙是摆线长为L时小球的振动图像，取g＝10 m/s2，π2＝10，则小球的回复加速度最大值为________ m/s2。 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 [解析]　(1)该实验中，摆线应选用细而不易伸长的线，避免在摆动过程中摆长发生改变，且长度要适当长一些；为了避免空气阻力的影响，应选用体积比较小，密度较大的小球，故A正确；单摆的最大摆角应小于5°，因而开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置不能有太大的角度，故B错误；为准确测量单摆周期，应从摆球经过平衡位置时开始计时，测出多个周期的时间，然后求出平均值作为周期，故C错误；为减小实验误差，拉开摆球，使摆线偏离平衡位 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 实验十七　用单摆测量重力加速度的大小 实验储备·一览清 1