单摆测重力加速度实验课件

单摆测重力加速度实验课件一、实验目的一、实验目的1 1学会用单摆测重力加速度学会用单摆测重力加速度2 2学会使用秒表学会使用秒表二、秒表的读数方法二、秒表的读数方法(1)(1)秒表的读数分两部分：秒表的读数分两部分：(2)(2)秒表不要估读秒表不要估读(由秒表的构造决定由秒表的构造决定)一、实验目的四、实验器材四、实验器材铁铁架架台台(带带铁铁夹夹)，中中心心带带小小孔孔的的金金属属小小球球，约约1m1m长的细线，米尺，游标卡尺，秒表长的细线，米尺，游标卡尺，秒表单摆测重力加速度实验课件五、实验步骤五、实验步骤1 1在在细细线线的的一一端端打打一一个个比比小小球球上上的的孔孔径径稍稍大大些些的的结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆结，将细线穿过球上的小孔，制成一个单摆2 2将将铁铁夹夹固固定定在在铁铁架架台台的的上上端端，铁铁架架台台放放在在实实验验桌桌边边，使使铁铁夹夹伸伸到到桌桌面面以以外外，把把做做好好的的单单摆摆固固定定在在铁铁夹夹上上，使使摆摆球球自自由由下下垂垂，在在单单摆摆平平衡衡位位置置处处做做上上标标记记3 3测测量量单单摆摆的的摆摆长长l l，用用游游标标卡卡尺尺测测出出摆摆球球直直径径2 2r r，再再用用米米尺尺测测出出从从悬悬点点至至小小球球上上端端的的悬悬线线长长l l，则则摆摆长长l l .lr五、实验步骤lr4 4把把单单摆摆从从平平衡衡位位置置拉拉开开一一个个小小角角度度(不不大大于于10)10)，使使单单摆摆在在竖竖直直平平面面内内摆摆动动，用用秒秒表表测测量量单单摆摆完完成成全全振振动动3030次次至至5050次次所所用用的的时时间间，求求出出完完成成一一次次全全振振动动所所用用的的平平均均时时间间，这这就就是是单单摆摆的的周周期期T T.反反复复测测三三次次，算算出出周周期期的平均值的平均值6 6变变更更摆摆长长重重做做两两次次，并并求求出出三三次次所所得得的的g g的的平平均均值值7 7将将测测得得的的重重力力加加速速度度g g的的值值和和当当地地的的重重力力加加速速度度g g的值比较，分析产生误差的原因的值比较，分析产生误差的原因4把单摆从平衡位置拉开一个小角度(不大于10)，使单摆在六、数据处理六、数据处理方方法法一一：将将测测得得的的几几次次的的周周期期T T和和摆摆长长l l代代入入公公式式g g中中算算出出重重力力加加速速度度g g的的值值，再再算算出出g g的的平平均均值值，即即为当地的重力加速度的值为当地的重力加速度的值方法二：图象法方法二：图象法六、数据处理七、误差分析七、误差分析1 1本本实实验验系系统统误误差差主主要要来来源源于于单单摆摆模模型型本本身身即即：悬悬点点是是否否固固定定，球球、线线是是否否符符合合要要求求，振振动动是是圆圆锥锥摆摆还还是是同同一一竖竖直直平平面面内内的的摆摆动动等等等等，只只要要注注意意到到了了这这些些，就就可可以以使系统误差减小到远远小于偶然误差而忽略不计的程度使系统误差减小到远远小于偶然误差而忽略不计的程度2 2本本实实验验的的偶偶然然误误差差主主要要来来自自于于时时间间(即即单单摆摆的的周周期期)的的测测量量上上为为了了准准确确，应应采采取取倒倒计计时时的的方方法法测测量量全全振振动动的的次次数数，同同时时应应多多次次测测量量振振动动次次数数，再再对对多多次次测测量量结结果果求求平均值平均值3 3本本次次实实验验中中进进行行长长度度(摆摆线线长长、摆摆球球直直径径)的的测测量量时读数读到毫米位即可，秒表读数读到秒的十分位即可时读数读到毫米位即可，秒表读数读到秒的十分位即可七、误差分析八、注意事项八、注意事项1 1为为减减小小计计时时误误差差，开开始始计计时时的的位位置置应应选选在在平平衡衡位位置置3 3构构成成单单摆摆的的条条件件：细细线线的的质质量量要要小小，弹弹性性要要小小；要选用体积小、密度大的小球，摆角不能超过要选用体积小、密度大的小球，摆角不能超过10.10.八、注意事项4 4要要使使摆摆球球在在同同一一竖竖直直平平面面内内摆摆动动，不不能能形形成成圆圆锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放4要使摆球在同一竖直平面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是将摆八、实验改进八、实验改进在在用用单单摆摆测测量量重重力力加加速速度度时时，若若所所用用的的摆摆球球质质量量分分布布不不均均匀匀，不不能能用用摆摆线线长长加加球球半半径径得得到到单单摆摆的的摆长我们采用如下方法解决这个问题：摆长我们采用如下方法解决这个问题：八、实验改进成功体验成功体验1某某同同学学测测得得g值值比比当当地地标标准准值值偏偏大大，其其原原因因可可能能是是()A测量摆长时忘记加上小球半径测量摆长时忘记加上小球半径B振幅过小振幅过小C将摆长当成了摆线长和球直径之和将摆长当成了摆线长和球直径之和D摆动次数多记了一次摆动次数多记了一次E小球不是在竖直平面内摆动小球不是在竖直平面内摆动F摆球质量过大，空气阻力影响所致摆球质量过大，空气阻力影响所致CDE成功体验CDE2 2(2010(2010上上海海闸闸北北区区模模拟拟)某某同同学学想想在在家家里里做做用用单单摆摆测测定定重重力力加加速速度度的的实实验验，但但没没有有合合适适的的摆摆球球，他他只只好好找找到到一一块块大大小小为为3cm3cm左右，外形不规则的大理石块代替小球，实验步骤是：左右，外形不规则的大理石块代替小球，实验步骤是：()A A石石块块用用细细尼尼龙龙线线系系好好，结结点点为为M M，将将尼尼龙龙线线的的上上端端固固定定于于O O点点B B用刻度尺测量用刻度尺测量OMOM间尼龙线的长度间尼龙线的长度L L作为摆长作为摆长C C将石块拉开一个大约将石块拉开一个大约3030的角度，然后由静止释放的角度，然后由静止释放(1)你你认为该同学以上同学以上实验步步骤中有重大中有重大错误的是的是_为什么？什么？(2)该同同学学用用OM的的长作作为摆长，这样做做引引起起的的系系统误差差将将使使重重力加速度的力加速度的测量量值比真比真实值偏大偏大还是偏小？是偏小？2(2010上海闸北区模拟)某同学想在家里做用单摆测定重【例例1】在在做做“用用单摆测定定重重力力加加速速度度”的的实验中中，有有人人提提出出以下几点建以下几点建议：A适当加适当加长摆线B质量相同、体量相同、体积不同的不同的摆球，球，应选用体用体积较大的大的C单摆偏离平衡位置的角度不能太大偏离平衡位置的角度不能太大D当当单摆经过平平衡衡位位置置时开开始始计时，经过一一次次全全振振动后后停停止止计时，用此，用此时间间隔作隔作为单摆振振动的周期的周期其中其中对提高提高测量量结果精确度有利的是果精确度有利的是_AC【例1】在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下(1)如如果果已已知知摆球球直直径径为2.00cm，让刻刻度度尺尺的的零零点点对准准摆线的的悬点点，摆线竖直直下下垂垂，如如下下图甲甲所所示示，那那么么单摆摆长是是_，如如果果测定定了了40次次全全振振动的的时间如如图乙乙中中秒秒表表所所示示，那么秒表那么秒表读数是数是_s单摆的的摆动周期是周期是_s.单摆测重力加速度实验课件(2)如果如果测得的得的g值偏小，可能的原因是偏小，可能的原因是_(填写代号填写代号)A测摆长时，忘，忘记了了摆球的半径球的半径B摆线上端上端悬点未固定，振点未固定，振动中出中出现松松动，使，使摆线长度增加了度增加了C开始开始计时时，秒表，秒表过早按下早按下D实验中中误将将39次全振次全振动次数次数记为40次次(3)某某同同学学在在实验中中，测量量6种种不不同同摆长情情况况下下单摆的的振振动周周期期，记录表格如下：表格如下：l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84以以l为横横坐坐标，T2为纵坐坐标，作作出出T2l图线，并并利利用用此此图线求求重力加速度重力加速度(2)如果测得的g值偏小，可能的原因是_(填写【例例3】在在“用用单摆测定定重重力力加加速速度度”的的实验中中，测摆长时，若若正正确确测出出悬线长l和和摆球球直直径径d，则摆长为_；测周周期期时，当当摆球球经过_位位置置时开开始始计时并并计数数1次次，测出出经过该位置位置N次次(约60100次次)的的时间为t，则周期周期为_此此外外，请你你从从下下列列器器材材中中选用用所所需需器器材材，再再设计一一个个实验，粗粗略略测出重力加速度出重力加速度g，并参照示例填写下表，并参照示例填写下表(示例的方法不能再用示例的方法不能再用)A天天平平；B.刻刻度度尺尺；C.弹簧簧秤秤；D.电磁磁打打点点计时器器；E.带夹子子的的重重锤；F.纸带；G.导线若若干干；H.铁架架台台；L.低低压交交流流电源源；J.低低压直直流流电源源；K.小小车；L.螺螺旋旋测微微器器；M.斜斜面面(高高度度可可调，粗粗糙糙程度均匀程度均匀).【例3】在“用单摆测定重力加速度”的实验中，测摆长时，若所所选器材器材(只填器材只填器材序号序号)简述述实验方法方法(不要求写出具不要求写出具体步体步骤)示例示例B、D、E、F、G、H、I安装仪器，接通电源，让纸安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落用刻度带随重锤竖直下落用刻度尺测出所需数据，处理数据，尺测出所需数据，处理数据，得出结果得出结果实验设计所选器材简述实验方法(不要求写出具体步骤)示例B、D、E、F单摆测重力加速度实验课件单摆测重力加速度实验课件 请同学们认真完成课后强化作业 请同学们认真完成课后强化作业