第2章 第4节 科学测量_用单摆测量重力加速度（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第一册（鲁科版2019）

　　长约1 m的细线、开有小孔的金属小球、带有铁夹的铁架台、刻度尺、秒表、游标卡尺。 第4节 科学测量:用单摆测量重力加速度 知识 清单破 知识点 1 实验器材 知识点 2 实验原理与设计 　　单摆做简谐运动时,由周期公式T=2π ,可得g= 。因此,测出单摆摆长和振动周期, 便可计算出当地的重力加速度。 用秒表测量30~50次全振动的时间,计算平均做一次全振动的时间,得到的便是振动周期。 第2章 机械运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.取长约1 m的细线,细线的一端连接小球,另一端用铁夹固定在铁架台上,让摆球自由下垂,如 图所示。 2.用刻度尺测摆线长度l线,用游标卡尺测小球的直径d。测量多次,取 平均值,计算摆长l=l线+ 。 知识点 3 实验步骤 3.将小球从平衡位置拉至一个偏角小于5°的位置并由静止释放,使其 在竖直面内振动。待振动稳定后,从小球经过平衡位置时开始用秒表 计时,测量N次全振动的时间t,则周期T= 。如此重复多次,取平均值。 4.改变摆长,重复实验多次。 5.将每次实验得到的l、T代入g= 计算重力加速度,取平均值,即为测得当地重力加速度。 第2章 机械运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.制作单摆时小球应选用密度较大的金属球。 (　    ) 2.为了使摆球振动明显,摆角越大越好。(　    ) 3.实验中应从摆球到达最大位移处时开始计时。 (　    ) 4.应使单摆保持在竖直平面内摆动,不能使之成为圆锥摆。(　    ) 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 摆角应小于5°,这样单摆的振动才能看成简谐运动。 √ √ ✕ ✕ 提示 应从摆球到达平衡位置时开始计时。 提示 第2章 机械运动 第1讲　描述运动的基本概念 1.选材:摆线应选择细、轻且不易伸长的线(长度为1 m左右);小球应选用密度较大、直径较 小的金属球。 2.摆长测量:用毫米刻度尺测出摆线长度l线,用游标卡尺测量出摆球的直径d,则单摆的摆长l= l线+ 。 3.操作:单摆悬线的上端应当固定牢固,不可随意卷在铁架台的横杆上,以免摆动时摆长改变; 注意应使摆线偏离竖直方向的角度不超过5°;要使摆球保持在同一个竖直平面内摆动,不可 形成圆锥摆。 4.周期的测量:用秒表测出单摆做n(30~50)次全振动所用的时间t,则周期T= 。测量时应从摆 球通过平衡位置时开始计时、计数。 疑难 情境破 疑难1 实验注意事项 讲解分析 第2章 机械运动 第1讲　描述运动的基本概念 5.改变摆长多次测量:将单摆的摆长变短或变长,重复实验三次,测出相应的摆长l和周期T。 1.数据处理的两种方法 (1)平均值法:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式g= 中求出g值,最后求出g的平均值。 (2)图像法:由T=2π 得T2= l,以T2为纵坐标,以l为横坐标,作出T2-l图像,其斜率k= 。由 图像的斜率即可求出重力加速度g。 讲解分析 疑难2 实验数据处理和误差分析 第2章 机械运动 第1讲　描述运动的基本概念 2.误差分析 (1)单摆的振动不是简谐运动而引起的误差 ①单摆不在同一竖直平面内振动而成为圆锥摆; ②振幅过大。 (2)测定摆长时引起的误差 ①未挂摆球测定摆线长或漏加小球的半径; ②测摆长时摆线拉得过紧或以摆球的直径与摆线长之和作为摆长; ③悬点未固定好,振动过程中出现松动,使实际摆长不断变长。 (3)测定周期时引起的误差 ①开始计时时,过迟或过早按下秒表; ②测定n次全振动时,误读为n+1次或n-1次。 第2章 机械运动 第1讲　描述运动的基本概念 $$