2.5实验：用单摆测量重力加速度 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册

第二章 机械运动 第5节 实验：用单摆测量重力加速度 情境与思考 了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义。为此，就需要了解测量重力加速度的方法。 理论上，与重力相关的物理现象都可以用来测量g，例如：自由落体运动、单摆运动。 思考：利用单摆测重力加速度的原理是什么？ 单摆做简谐运动时，其周期为： 解得： 只要测出单摆的摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值 实验五步曲 1. 实验目的 + 原理 2. 实验仪器 3. 实验步骤 + 注意事项 4. 数据处理 5. 误差 + 结论 利用单摆做简谐运动测量重力加速度 1. 实验目的 + 原理 实验目的： 实验原理： 单摆做简谐运动时，其周期为： 解得： 2. 实验仪器 细线、 摆球、 铁架台、 米尺或刻度尺、 游标卡尺、 秒表等 思考：物体可以看做单摆的条件？ 悬点： 固定 细线： 摆球： 体积小，质量大 摆角： 小于5° 不可伸缩，质量不计， 长度约1m 夹子、 √ 2. 测摆长l = L + r 3. 实验步骤 + 注意事项 ①用米尺量出悬线长L，精确到毫米 ②用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，也准确到毫米 3. 测周期 ①把单摆从平衡位置拉开一个角度(＜5°)释放，以摆球 经平衡位置计时开始与停止时刻 1. 做单摆：让细线的一端穿过摆球的小孔，然后打一个比孔大的线结，制成单摆 思考1：为了测量周期，摆球到达哪个位置的时刻作为计时开始与停止比较好？ ②用秒表测量单摆完成n次全振动(30或50次)所用的时间t， 则完成一次全振动所需要的时间为 平衡位置 思考2：若经过平衡位置的次数为N次，周期应为多少？ 注意： 因为机械秒表采用的齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，所以不需估读。 读数 = (分针示数×60 + 秒针示数) s 仪器读数： 秒针 分针 机械秒表 秒针：转一周是30s 分针：转一周是15min 半刻度 仪器读数练习： 读数 = (分针示数×60 + 秒针示数) s = 4.2s 仪器读数练习： 读数 = (分针示数×60 + 秒针示数) s = 36.5s 仪器读数练习： 读数 = (分针示数×60 + 秒针示数) s = 159.5s 仪器读数： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 x(mm) =主尺(mm) + 第n条×精度 游标卡尺： 4. 数据处理 ①公式计算法： ，然后对g取平均值。 ②图像法： 画出l-T2的图像，通过求图像的斜率，进而求出g。 单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，球、线是否符合要求；是单摆还是圆锥摆等 摆长和周期的测量存在误差 结论？ 5. 误差 + 结论 系统误差： 偶然误差： 第二章 机械振动 第4节 单摆（2） 单摆的周期 1. 单摆（理想化模型）： 一根不可伸长没有质量的细线下面悬挂着一质点 2. 单摆运动规律： 摆角很小时→简谐运动 3. 单摆周期： T与A、m无关 （等时性） 例1. 一个在北京调准的摆钟搬到衢州，将变快还是变慢？应该怎样调整次才能变准？ 单摆的周期 1. 单摆（理想化模型）： 一根不可伸长没有质量的细线下面悬挂着一质点 2. 单摆运动规律： 摆角很小时→简谐运动 3. 单摆周期： T与A、m无关 （等时性） 例2. 如图所示，一双线摆是由在一水平天花板上两根等长细线悬挂一小球而构成的，绳的质量可以忽略，球的大小可忽略，设图中L和α为已知量。当小球垂直纸面作简谐运动时，周期为______ 。 L α ） 若是这样的摆又如何？ L1 α L2 ） 单摆的周期 1. 单摆（理想化模型）： 一根不可伸长没有质量的细线下面悬挂着一质点 2. 单摆运动规律： 摆角很小时→简谐运动 3. 单摆周期： T与A、m无关 （等时性） 例3. 细长轻绳下端栓一小球构成单摆，在悬挂点正下方1/2处有一能挡住摆线的钉子A，如图所示，现将单摆向左方拉开一个小角度，然后无初速地释放，则这个摆完成一次全振动所用的时间为_______。 单摆的周期 1. 单摆（理想化模型）： 一根不可伸长没有质量的细线下面悬挂着一质点 2. 单摆运动规律： 摆角很小时→简谐运动 3. 单摆周期： T与A、m无关 （等时性） 例4. 如图所示，光滑的弧形槽半径为R（R>>弧MN），N为弧形槽的最低点，小球B放在N点正上方离N的高度为h，小球C放在M点，同时释放两球，使两球正好在N点相碰，则h应为多大？ N B h C M 同学们，下课！ Lavf58.30.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$