高三物理第一轮复习 14-5实验用单摆测重力加速度学案 新人教版

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1、第五课时实验：用单摆测定重力加速度考点剖析【实验目的】1．学会用单摆测重力加速度。2．正确熟练使用秒表。【实验原理】单摆在摆角很小时（θ<100），其振动可以看成简谐振动。由单摆周期公式T=，得。测得摆长L，和振动周期T,就可以测出当地重力加速度。【实验器材】带孔小钢球一个、线绳一条（约1m长）、毫米刻度尺、秒表、游标卡尺、带铁夹的铁架台。【实验步骤】1．在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球的小孔，制成一个单摆．如图所示．2．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，把摆线的上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂．3．测量单摆的摆长1：用游标卡尺测出摆

2、球直径D，再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长1'，摆长l=l’+D/2．4．把单摆从平衡位置拉开一个小角度（不大于l00)，使单摆在竖直平面内摆动，用秒表测量单摆完成全振动30至50次所用的时间，求出完成一次全振动所用的平均时间，这就是单摆的周期T。5．将测出的摆长l和周期T代人公式。求出重加口速度g的值。6．变更摆长重做两次，并求出三次所得的g的平均值．重点突破知识点一秒表的使用1．认识秒表：秒表有各种规格，它们的构造和使用方法略有不同．一般的秒表有两根针，长针是秒针，每转一圈是30s，短针是分针．2．使用方法：首先要上好发条，它上端的按妞是用来开启和止动秒表的，第一次按压，秒表开始记

3、时；第二次按压，指针停止计时，指示出两次按压之间的时间；第三次按压，两指针返回零刻度处．3．读数：所测时间超过半分钟时，半分钟的整数倍部分由分针读出，不足半分钟的部分由秒针读出，总时间为两针示数之和．注意:因为机械表采用齿轮传动，指针不可能停留在两小格之间，故不能估读出比0.1s更短的时间.秒表不用估读.【应用1】如图所示中秒表的读数是。-5-导示:t=1min+15.2s=75.2s知识点二实验数据的处理方法1．求平均值法在本实脸中要改变摆长，并进行多次测童，以求重力加速度g的平均值．2．图象法本实验除上迷公式法求解外，还可用图象法．由单摆周期公式不难推出：,因此，分别测出一系列摆长l对

4、应的周期丁，作l-T2的图象，图象应是一条通过原点的直线，求出图线的抖率k,即可求得g值，如图所示．知识点三实验误差分析1．系统误差主要来源于单摆模型本身声否符合要求．如：悬点是否固定，摆球是否可看做质点，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆、摆角是否小于100等等．2．测量误差(1)来自时间（即单摆周期）的测量上从摆球经过平衡位置开始计时；不能多计或漏计振动次数。注意：为减小记时误差，采用倒数计数法，即当摆球经过平衡位置时开始计数，“3，2，1，0，1，2，3……”数“0”时开始计时，数到“60”停止计时，则摆球全振动30次，T=t/30。(2)来自摆长的测量上从悬点到摆球球心间距（等于摆线

5、长加上摆球的半径），多次测量后取平均值。注意：为减小计算误差，不应先算出L和T的平均值再求g，而应先求出每次的g值后再平均。【应用2】某同学在做利用单摆测重力加速度的实验中，先测得摆线长为97.50cm，摆球直径为2.0cm,然后用秒表记录了单摆振50次所用的时间，如图所示，则：（1)该摆摆长为cm，秒表所示读数为s。(2)如果测得g值偏小，可能的原因是（）A．测摆线长时摆线拉得过紧B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C．开始计时时，秒表过迟按下D．实验中误将49次全振动次数记为50次(3)某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期，

6、记录数据如下：试以l为横坐标，T2为纵坐标，作出T2-L图线，并利用此图线求出重力加速度。导示:（1）摆长l=l’+D/2=98.50cm秒表读数为t=1.5min+9.7s=99.7s。(2)由单摆周期公式T=得，T=t/n。所以l偏大，g偏大；t偏大，g偏小；n偏大，g偏大，故B正确。-5-(3)由单摆周期公式T=得，所以T2-l图线是过坐标原点的一条直线，直线料率是，所以，作出图象如图所示，求得直线料率k=4.0，所以g=9.86m/s2。成功体验1．现给定以下器材：A．闪光照相机；B．秒表；C．电磁式打点计时器；D．交流电源（4V-6V)；E．导线若干；F．纸带；G．复写纸；H．铁

7、架台；I．游标卡尺；J．重物；K．刻度尺；L．直径lcm钢球；M．lm长弹性细线；N．照相底片设计两个测当地重力加速度g的实验方案。方法一：(1)从给定器材中选（填器材前面的字母），作为实验器材；（2)需要测量的物理量是(3)用你测量出的物理量写出重力加速度g的表达式：g方法二：(1)从给定器材中选（填器材前面的字母），作为实验器材；（2)需要测量的物理量是(3)用你测量出的物理量写出重力加速度g的表达式：g2．（江苏省