第2章 2.5 实验：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（人教版2019）

必备知识 清单破 5　实验:用单摆测量重力加速度 知识点 用单摆测量重力加速度 1.实验思路 由单摆周期公式可得g= ,如果测出单摆的摆长l、周期T,就可以 求出当地的重力加速度。 2.实验器材 铁架台(含铁夹)、金属小球(上面有一个通过球心的小孔)、停表、 细线(长1 m左右)、刻度尺(分度值为1 mm)、游标卡尺。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 3.实验步骤 制作 单摆 (1)让细线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比孔径稍大一些的结; (2)把细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,让摆球自由下垂,在单摆平衡位置处做上标记 测量 摆长 用刻度尺量出悬挂点与小球上端之间的距离(摆线长)l‘,用游标卡尺测量出摆球的直径D,则单摆的摆长l=l'+    第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 测量 周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度,且满足偏 角小于5°,然后由静止释放摆球,当摆球摆动 稳定后,通过平衡位置时用停表开始计时,测 量30~50次全振动的时间,计算出单摆的运动 周期 重复 实验 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 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.测量单摆的摆长时,能否在细线固定前测量摆线的长度? 2.实验中测出小球经过最低点30次的总时间为t,周期是T= 吗? 3.若将单摆放入绕地球稳定飞行的宇宙飞船中,还能利用单摆测出飞船轨道处的重力加速度 吗? 4.某同学做实验时,在摆球摆动的过程中,摆线的固定点出现松动,但该同学并未发现,这将会 导致所测重力加速度的数值偏小还是偏大? 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不能。应先将细线固定在悬点,让摆球自由下垂,然后再测量摆线的长度。 2.不是。在小球经过最低点时开始计时,小球通过最低点30次,经历15次全振动,则周期为T=  。 3.不能。宇宙飞船中的摆球处于完全失重状态,不能在竖直平面内来回摆动,因此无法利用单 摆测量重力加速度。 4.偏小。摆线的固定点松动,会导致摆长变长,摆长的测量值偏小,根据g= 可知所测重力 加速度g的数值偏小。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 1.数据处理 (1)公式法:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式g= ,求出g值,最后求出g的平均值。 (2)图像法:由T=2π 得T2= l,作出T2-l图像,即以T2为纵轴,以l为横轴,如图所示,其斜率k=  ,由图线的斜率即可求出重力加速度g。 关键能力 定点破 定点 实验数据处理和误差分析 第二章 机械振动 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,过迟或过早按下停表; ②测定n次全振动时,误读为n+1次或n-1次。 第二章 机械振动 第1讲　描述运动的基本概念 $$