第二章 第4节 实验：用单摆测量重力加速度(课件)-【高考领航】2023-2024学年高中物理选择性必修第一册同步核心辅导与测评（教科版）

第4节　实验：用单摆测量重力加速度 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 实验 要点梳理 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 五、数据处理 1．平均值法：将测量的数据记入表格，并计算求出重力加速度g。 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 六、注意事项 1．摆线长度要远大于摆球直径，且摆线无明显伸缩性，摆球要选取密度大且质量分布均匀的钢球。 2．单摆摆球应在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆，且摆角应小于5°。 3．摆长l应为悬点到球重心的距离，球质量分布均匀时等于摆线长加上小球的半径。 4．从摆球经过平衡位置时开始计时，以摆球从同一方向通过平衡位置时计数，还是每次通过平衡位置时计数对T的求解有差别。 5．适当增加测量的全振动次数，以减小测量周期的误差，一般30～50次即可。 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 七、误差分析 1．系统误差：单摆的振动不符合简谐运动的要求引起的系统误差，如存在空气阻力、摆线有弹性、振动不严格在竖直平面内、振幅过大等。 2．偶然误差：测量周期、测量摆长时出现误差。 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 实验 热点剖析 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 实验原理和操作 热点 1 (1) (多选)在用单摆测定重力加速度的实验中，应选用的器材为________。 A．1 m长的细线　　　 B．1 m长的粗线 C．10 cm长的细线 D．泡沫塑料小球 E．小铁球 F．秒表 G．时钟 H．厘米刻度尺 I．毫米刻度尺 J．游标卡尺 例 1 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 (2)在该实验中，单摆的摆角θ应________，从摆球经过________开始计时，测出n次全振动的时间为t，用毫米刻度尺测出摆线长为L，用游标卡尺测出摆球的直径为d。用上述物理量的符号写出测出的重力加速度的一般表达式为g＝________。 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 [针对训练] 1．根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一个小钢球，就做成了单摆。 (1)用游标卡尺测量小钢球的直径，示数如图所示，读数为________mm。 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 2．某同学在“用单摆测量重力加速度”的实验中进行了如下的操作： (1)用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球的直径如图甲所示，摆球直径为________cm，把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长为l0，通过计算得到摆长L。 甲　　　　　　　乙 丙 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 (2)用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n＝0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n＝60时停表的示数如图乙所示，该单摆的周期T＝________s(结果保留三位有效数字)。 (3)测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2-L图像如图丙，造成图线不过坐标原点的原因可能是________。 A．摆球的振幅过小 B．将l0计为摆长L C．将(l0＋d)计为摆长L D．摆球质量过大 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 (4)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度ΔL，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表示重力加速度为g＝________。 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 1 实验 热点剖析 实验 要点梳理 课堂 巩固训练 数据处理和误差分析 热点 2 将一单摆装置竖直挂于某一深度h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振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出筒的下端口到摆球球心的距离为l，并通过改变l而测