(课件)第2章 4 实验：用单摆测量重力加速度-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第一册(教科版2019)

第二章 机械振动 4.实验：用单摆测量重力加速度 1 实验目标 1．明确用单摆测定重力加速度的原理和方法。 2．知道如何选择实验器材，能熟练地使用秒表。 3．学会用单摆测当地的重力加速度，掌握减小实验误差的方法。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 2 必备知识·自主预习储备 01 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 3 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 4 2．实验器材 带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球、不易伸长的细线(约1米)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 5 二、实验步骤 1．做单摆 取约1 m长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的上端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。实验装置如图。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 6 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 7 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 8 2．图像法 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 四、误差分析 1．系统误差 主要来源于单摆模型本身是否符合要求。即：悬点是否固定，摆球是否可看作质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 2．偶然误差 主要来自时间(即单摆周期)的测量。因此，要注意测准时间(周期)。要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒计时计数的方法，即4，3，2，1，0，1，2…在数“零”的同时按下秒表开始计时。不能多计或漏计振动次数。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 11 五、注意事项 1．选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2 cm。 2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁架台的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象。 3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向的夹角不超过5°。可通过估算振幅的办法掌握。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 12 4．摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆。 5．计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标记。以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时接下秒表，开始计时计数。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 13 关键能力·情境探究达成 类型一　实验原理与操作 类型二　数据处理和误差分析　 类型三　创新实验设计 02 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 14 【典例1】　利用如图1所示的装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。 类型一　实验原理与操作 图1　　　 　　　　图2 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 (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的均匀铁球 D．直径约5 cm的均匀木球 E．秒表 F．时钟 G．10分度的游标卡尺 H．最小刻度为毫米的米尺 选择游标卡尺和米尺后，还需要从上述器材中选择________(填写器材前的字母)。 4.实验：用单摆测量重力加速度 必备知识·自主预习储备 1 关键能力·情境探究达成 2 学习效果·随堂评估自测 3 [解析]　摆线的长度不能伸长，所以摆线选择长约1 m的细线，摆球选择质量大体