第二章 机械振动 第四节 用单摆测量重力加速度-【南方凤凰台·5A新学案】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册粤教版2019（课件）

第二章 机械振动 第四节　用单摆测量重力加速度 选择性必修第一册 　南方凤凰台　5A新学案 · 物理 YJ 1 核心 目标 1.会依据单摆周期公式确定实验思路；能设计实验方案，正确安装实验装置并进行操作． 2.能正确测量摆长和周期，正确处理数据并测出当地的重力加速度；能多角度分析实验误差． 必备知识 • 记忆理解 1 实验思路 2 实验器材 细线、球心开有小孔的金属小球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒表、游标卡尺等． 要点梳理 必备知识•记忆理解 3 实验步骤 1. 做单摆 (1) 在细线的一端打一个比孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，并把细线上端固定在铁架台上， 就制成一个单摆． (2) 将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂． 要点梳理 必备知识•记忆理解 2. 测摆长和周期 (1) 用刻度尺直接测量小球球心与悬挂点之间的距离作为摆长的测量值，也可用游标卡尺测量小球的直径，算出它的半径，再测量悬挂点与小球上端之间的距离，以两者之和作为摆长的测量值． (2) 把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角小于5°，再释放小球．当摆球摆动稳定以后，在_________位置时，用秒表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，然后求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期． (3) 改变摆长，重做几次． 最低点　 要点梳理 必备知识•记忆理解 3. 数据分析 (1) 根据单摆的周期公式，计算出每次实验的重力加速度；求出几次实验得到重力加速度的平均值，即本地区的重力加速度的值． (2) 将测得的重力加速度数值与当地重力加速度数值比较，如有误差，分析产生误差的原因． 要点梳理 必备知识•记忆理解 解析：本实验不计摆线质量，并要测量长度，所以要选择细的摆线，这样质量比较小，同时尽可能选长一些的，这样摆球的大小相对于摆线可以忽略，A错误；摆球尽量选择质量大些、体积小些的，这样摆线质量相对较小可以忽略，空气阻力相对较小，可以忽略，B正确；从摆球经过平衡位置开始计时，方便记录全振动的次数，C错误；悬点到摆球球心的距离为摆线的长度，D错误． 1. 如图所示为“用单摆测量重力加速度”的实验．在实验中，下列说法中正确的是 (　　) A. 尽量选择细一些、短一些的摆线 B. 尽量选择质量大、体积小的摆球 C. 测量单摆周期时，应选择在位移最大处开始计时 D. 用刻度尺测量摆线的长度，这就是该单摆的摆长 B　 基础内化 必备知识•记忆理解 2. (2023·广州中学期末)一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤 A. 测摆长l：用米尺量出摆线的长度 基础内化 必备知识•记忆理解 基础内化 必备知识•记忆理解 重难突破 • 学会应用 11 1 实验原理与操作 圆锥摆　 各个击破 重难突破•学会应用 2. 要正确、准确测量摆长和周期 (1) 要悬挂好摆球后再测，不要先测摆线长再系小球，因为悬挂摆球后细绳会发生形变．测量时，读数读到毫米即可．计算摆长时不要把_________当作摆长． (2) 不要从摆球到达最高点时开始计时．要从平衡位置计时，并采用倒数计时计数的方法，要准确记好摆动_______，不要多记或少记. 为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值． 摆线长　 次数　 各个击破 重难突破•学会应用 注意秒表不估读．下表读数为3分48.7秒． ①小圈内表示分，每小格表示 0.5分钟． ②大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒． ③当分针在前0.5分内时，秒针在0～30秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在30～60秒内读数． 各个击破 重难突破•学会应用 　　　　在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，可行的是 (　　) A. 适当加长摆线 B. 质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的 C. 单摆偏离平衡位置的角度要适当大一些 D. 当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期 1 A　 解析：适当加长摆线，可增加单摆的周期，从而减小测量周期的相对误差，A正确；质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较小的，从而减小空气阻力带来的影响，B错误；单摆偏离平衡位置的角度不要超过5°，C错误；当单摆经过平衡位置时开始计时，经过30～50次全振动后停止计时，求出平均周期，D错误． 各个击破 重难突破•学会应用 　　　　为了提高周期的测量精度，下列做法可取的是 (　　) A. 在平衡位置启动秒表，完成一次全振动计时结束 B. 在最大位移处启动秒表，第一次回到这一位置结束计时 C. 在平衡位置启动秒表，完成30次全振动计时结束 D. 在最大位移处启动秒表，完成30次全振动计时结束 2 C　 解析：