高考物理总复习 3-4-5实验：一、二、三、用单摆测定重力加速度讲义.doc

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1、实验目的1．明确用单摆测定重力加速度的原理和方法．2．学会用单摆测当地的重力加速度，学会减小实验误差的方法．3．知道如何选择实验器材，能熟练地使用秒表．实验原理物理学中的单摆是在一根细线的一端系一小球，另一端固定于悬点，若细线的伸长和质量可忽略，且小球的直径远小于线长，这样的装置称为单摆．单摆在偏角很小(不超过10°)时，可看成是简谐运动，由此可得据此，通过实验方法测得摆长L和周期T，即可计算得到当地的重力加速度的值．由于一般单摆的周期都不是太长，摆长在1m左右的单摆，其周期大约2s，依靠人为操作的秒表来测量单摆振动一个周期的时间，其误差必然较大，所以，我们

2、不是测量单摆振动一个周期的时间，而是测量几十个周期的总时间，再来利用平均值确定一个周期的时间，从而减小由于人为操作而产生的误差．实验器材铁架台和铁夹，金属小球(球上有一通过球心的小孔)，秒表，细线(长约1m)，刻度尺(最小刻度为mm)．实验步骤1．让细线穿过球上的小孔，在细线一端打一个稍大些的线结，制成一个单摆．2．将小铁夹固定在铁架台的上端，将铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后将单摆的上端固定在铁架台的上端，使摆球自然下垂，在实验桌边缘正对摆球(或摆线)处做上记号，如图所示，实验时以摆球通过此标志为准．3．用刻度尺测量单摆的摆长(摆线静止时从悬点

3、到球心的距离)．4．将单摆从平衡位置拉开一小角度，再释放小球，当小球摆动稳定后，过最低位置(即标志处)时，用秒表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，求出单摆一次全振动的时间，即单摆振动的周期．5．改变摆长，反复测量3次，算出周期T及测出的摆长L，将每次实验数据填入实验记录表格中．数据处理1．实验数据记录实验次数摆线摆球直振动振动时周期长L(m)径d(m)次数n间t(s)T＝t1     2     3     2.方法一(公式法)：将实验数据代入公式g＝求出每次重力加速度的值，然后求g的平均值，即为本地的重力加速度．方法二(图象法)：利用实验中

4、的数据进行T2－l图象处理，从单摆的周期公式T＝知道，当当重力加速度g一定时，单摆的摆动周期T2跟摆长l成正比，将实验的数据作相应的转换，即算出T2，将其数据点描绘到T2－l图象中去，则能通过图象的斜率求出重力加速度的值．3．将测得的重力加速度与当地重力加速度的数值进行比较，分析产生误差的可能原因．注意事项1．选择材料时应选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1m，小球应选密度较大的金属球，直径应较小，一般不超过2cm.2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动发生摆线下滑，摆长改变．3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不超过10°.4

5、．摆球摆动时，要使之保持在同一竖直面内，不要形成圆锥摆，检查摆是否在同一个平面内应从侧面观察摆的摆动情况．5．计算单摆的振动次数时，应以摆球通过最低位置时开始计时，以后摆球应从同一方向通过做有标志的最低点时计数，并且采用倒数到0开始记时计数的方法，即…4、3、2、1、0，在数到“0”时同时按下秒表开始记时计数．6．要测出30到50次全振动的时间，取平均值的办法求周期.实验目的测定玻璃折射率．实验器材玻璃砖，白纸，大头针，量角器，圆规，三角板，图钉．实验原理如图所示．用插针法找出与入射光线AO对应的出射光线O′B，确定出O′点，画出折射光线OO′，然后测量出角

6、θ1和θ2的度数，根据n＝计算出玻璃的折射率．实验步骤1．用图钉把白纸固定在木板上．2．在白纸上画一条直线aa′，并取aa′上的一点O为入射点，作过O的法线MN.3．画出线段AO作为入射线，并在AO上插上P1、P2两根大头针．4．在白纸上放上玻璃砖，使其中一个长边与直线aa′对齐，并画出另一条对齐线bb′.5．通过玻璃砖观察并调整视线方向，使P1的像被P2挡住，然后在观察一侧插上大头针P3，使P3挡住P2、P1的像，再插上P4挡住P3和P2、P1的像．6．移去玻璃砖，拔去大头针，由大头针P3、P4的针孔位置确定出射光线O′B及出射点O′，连接O、O′得线段O

7、O′.7．用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sinθ1和sinθ2.8．改变入射角，重复实验，算出不同入射角时的，并取平均值．数据处理1．作sinθ1－sinθ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sinθ1－sinθ2图象，由n＝可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率．2．“单位圆法”确定sinθ1、sinθ2，计算折射率n.以入射点O为圆心，以一定长度R为半径画圆，交入射光线OA于E点，交折射光线OO′于E′点，过E作NN′的垂线EH.过E′作NN′的垂线E′H′.如图所示，OE＝OE′＝R，则n.只要用刻度尺测出EH

8、、E′H′的长度就可以求出n.注意事项1．玻璃砖应选