2.4 实验：用单摆测量重力加速度 课件-2022-2023学年高二上学期物理教科版（2019）选择性必修第一册

实验　 用单摆测定重力加速度 问题： 1．在制作单摆时，对摆线长度和摆球有什么要求？ 2．怎样才能使单摆做简谐运动？ 3．怎样才能准确地测出摆长？ 4．怎样才能较准确地测定单摆的周期？ 5．实验需要哪些器材？ 6．由测得的 T、l ，如何处理数据算出重力加速度 g？ 7．由T2 - l 图像斜率为k，重力加速度g的表达式为？ 记忆口诀 轻绳重球铁架台，竖直平面小角摆； 先做单摆后测长，线长半径两不忘； 低点数数把时计，三五十次算周期； 秒表计数不估读，改变摆长多组数； 计算平均误差小，做图方法很美妙。 某同学用单摆测量重力加速度，以下操作测得的重力加速度值偏大、偏小还是不变? A．摆球质量太大了 B．以摆线长作为摆长来计算 C．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算 D．在未悬挂好摆球之前先测好摆长 E．摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加 F．摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动 G．开始计时时，停表晚按下 H．把n次摆动的时间误记为（n+1）次摆动的时间 I．把n次摆动的时间误记为（n-1）次摆动的时间 1. 北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期 T 与摆长 l 的关系，通过网络交流绘制了T2 - l图 像，如图（a）所示。 （1）北京的同学所测实验结果可能对应的图像是 A 和 B 中的哪一个？请说明理由。 （2）广州的同学还绘制了不同摆长的单摆的振动图像，如图（b）所示。由图可知两单摆摆长之比 la/ lb 为多少？ 2. 某同学用单摆测重力加速度。实验时改变摆长，测出几组摆长 l 和对应的周期 T 的数据， 作出 l-T2 图像，如图所示。 （1）利用 A、B 两点的坐标可求得重力加速度 g，请写出重力加速度的表达式。 （2）本实验用 l-T2图像计算重力加速度， 是否可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差？请说明道理。 3.某同学探究单摆周期与摆长关系，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40 cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示，读数为_____．则该单摆的摆长为_____ cm.用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图乙所示，则停表读数为_____s，如果测得的g值偏大，可能的原因是_____. A．计算摆长时用的是摆球的直径 B．开始计时时，停表晚按下 C．摆线上端未牢固系于悬点， 振动中出现松动，使摆线长度增加 D．实验中误将30次全振动记为31次 2.050cm 90.425 57.0 ABD 用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm。 17.6 4.将一单摆竖直悬挂于一深度未知且开口向下的小筒中，单摆的下部露于筒外，如图（a）所示。将摆球拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量筒的下端口到摆球球心的距离 l，并通过改变 l 测出对应的摆动周期 T，作出 T2 -l 图像， 那么可通过此图像得出小筒的深度 x 和当地的重力 加速度 g。 （1）某次测定了50次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是______ s．单摆的摆动周期是________ s. 。 （2）实验中所得到的 T2 - l 图像应是如图（b）所示 a、b、c 中的 _______。 （3）由图像可知，小筒的深度 x =_____ m，当地的重力加速度 g = _______ m/s2 。 a 99.7 1.994 9.86 0.3 9 5.【2015北京】用单摆测定重力加速度的实验如图所示。 ①组装单摆时，应在下列器材中选用 . A.长度为 1m 左右的细线 B.长度为 30cm 左右的细线 C.直径为 1.8cm 的塑料球 D.直径为 1.8cm 的铁球 ②测出悬点 O 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下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理。 请计算出第 3 组实验中的 T= s， g= m/s2 组次 1 2 3 摆长 L/cm 80.00 90.00 100.00 50 次全振动时间t/s 90.0 95.5 100.5 振动周期 T/s 1.80 1.91   重力加速度 g/（m·s-2） 9.74 9.73   AD 2.01 9.76 ④用多组实验数据做出 T2-L图像，也可以求出重力加速度 g，已知三位同学做出的 T2-L 图线的示意图如图 中的 a，b，c 所示，其中 a 和 b 平行