2.5 实验：用单摆测量重力加速度 课件 -2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第二章ꢀ机械振动 实验：用单摆测量重力加速度 任务一：展评作业，体验单摆周期公式的实际应用  活动一：展评作业 1.周期是 2s 的单摆叫秒摆，秒摆的摆长是多少？A.约0.7米 B.约0.8 米 C.约0.9米 D.约1.0米 2.把一个地球上的秒摆拿到月球上去，已知月球上的自由落体加速度 为1.6 m/s2，它在月球上做50次全振动要用多少时间？A.约150秒 B. 约200秒 C.约250秒 D.约300秒 任务一：展评作业，体验单摆周期公式的实际应用  活动一：展评作业 任务一：展评作业，体验单摆周期公式的实际应用  活动二：追寻惠更斯的足迹 问题1：惠更斯是如何测出巴黎的重力加速度呢？ 当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得： ꢀ ꢀ 惠更斯得出了单摆的周期公式后，在巴黎用一个周期为2秒的单摆，精 确测量出它的摆长为3.0565英尺（约0.9316米），从而计算出重力加速度为 30.1666英尺每二次方秒，换算成国际单位制约为9.8米每二次方秒。 任务二：理清思路，规划实验方案  活动三：规划实验方案 问题2：我们如何用同样的方法测出芜湖的重力加速度呢？ 问题3：实验原理是什么？ 问题4：需要测量哪些物理量？ 悬挂点到球心的距离l和一次全振动的周期T。 任务二：理清思路，规划实验方案 问题5：怎样测量这些物理量？ （1）测摆长（摆长是摆线长度和小球半径之和） 方法一：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， 用如图所示的方法减小误差； 方法二：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。 直 接 测 摆 长 测摆球的直径 任务二：理清思路，规划实验方案 问题5：怎样测量这些物理量？ （2）测周期（用停表测量单摆的周期） I、停表的读数 0 59 31 2 28 2 0 1分51.4秒 14 1 57 33 13 12 26 3 4 11 10 4 35 55 5 24 53 22 51 6 9 6 8 7 37 8 39 20 10 49 41 18 12 47 43 16 45 14 任务二：理清思路，规划实验方案 Ⅱ、开始计时的位置 0 59 31 2 28 2 0 14 1 57 33 13 12 26 3 4 11 10 4 35 55 5 24 53 22 51 6 9 6 8 7 37 8 39 20 10 49 41 18 12 47 43 16 45 14 停表测单摆的周期 任务二：理清思路，规划实验方案 Ⅲ、周期的测量 方法一：测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测量值； 方法二：测量单摆做多次全振动（30~50次）的时间，然后通过计算求出 它的周期的测量值。 0 59 31 28 2 14 0 1 57 13 12 2 3 33 26 4 那种方法 更好呢？ 55 24 53 22 51 20 49 11 10 9 4 5 35 6 6 8 7 37 8 39 10 41 18 12 47 43 16 45 14 方法二可以减少停表的测量误差，是优化方法。 停表测单摆的周期 任务二：理清思路，规划实验方案 问题6：实验操作过程有哪些？ 第一步做一个单摆 第二步测量摆长 第三步测量周期 第四步改变摆长测周期 问题7：实验中我们要注意哪些？ (1)固定悬挂点。 (2)摆动的摆角不超过5o，从平衡位置开始计时。 (3)要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。 任务三、科学探究，收集实验数据  活动四：设计实验记录表格  活动五：进行实验，记录数据 任务四：处理数据，得出芜湖本地重力加速度  活动六：算一算 方法二：图像法 ⇒ ꢀ 任务五：分析数据，进行实验评估  活动七：议一议 城市 重力加速度值 9.8066 城市 重力加速度值 9.8011 城市 重力加速度值 9.7947 哈尔滨 长春 大连 石家庄 济南 合肥 上海 西安 芜湖 武汉 杭州 9.8048 9.7997 9.7946 沈阳 9.8035 9.7988 9.7944 北京 9.8015 太原 9.7970 9.7944 乌鲁木齐 天津 9.8015 郑州 9.7966 9.7936 9.8011 南京 9.7949 9.7936 问题8：实验测量值与实际重力加速度值有差别，原因是什么？ （1）主要来自于时间测量，在记次数时漏记或多记。 （2）测长度和摆球直径时，读数也容易产生误差。 问题9：怎样减少实验测量值与实际的重力加速度值的差别？ 任务六：分享与反思  活动八：谈一谈 ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ谈一谈实验中小组中每个人的分工，有哪些收获，以及如何做的 更好？ 布置作业 1、教材P46页“练习与应用”第1题和第2题 2、根据自己学习情况完成学历案的基础题、提高题、拓展题。 2 0 2 2 再ꢀ见 $$