用单摆测定重力加速度课件

金太阳新课标资源网,实验：用单摆测定重力加速度,实验：用单摆测定重力加速度,【,实验目的,】,【,实验原理,】,【,实验,器材,】,【,实验步骤,】,【,注意事项,】,【,实验练习,】,【,误差分析,】,【,数据处理,】,【实验目的】【实验原理】【实验器材】【实验步骤】【注意事项】,一、实验目的,1,利用单摆测定当地的重力加速度,2,巩固和加深对单摆周期公式的理解,一、实验目的,三、实验器材,长约,1 m,的细线、带孔小铁球,1,个、带有铁夹的铁架台,1,个、米尺,1,把、秒表,1,块、游标卡尺。,二、实验原理,由此可,和,得,g,摆长,l,，,周期,T,单摆在偏角很小（,10),时的摆动，可以看成是简谐运动。其周期为,T,2,l,g,据此，只要测出,即可计算出当地的重力加速度,值。,三、实验器材二、实验原理 由此可和得g摆长l，周期T,用单摆测定重力加速度课件,用单摆测定重力加速度课件,内侧量爪,尺身,紧固螺钉,主尺,深度尺,游标尺,外测量爪,游标卡尺的构造及用法：,内侧量爪尺身紧固螺钉主尺 深度尺游标尺外测量爪游标卡尺的构,0 10 20,0 5 10,游标卡尺的刻度原理：,2,+,90.1,=,2.9mm,这个读数是多少？,0,看上图思考下列问题：,1.,主尺上的最小单位是多少?,2.游标尺刻度的总长是多少？每个小格是多长？,3.此游标卡尺的精度是多少？这样的游标卡尺我们怎么读数？,思考,看上图思考下列问题：思考,看看这个尺子的读数是多少？,9,30.05,9.15mm,看看这个尺子的读数是多少？930.059.15mm,2+50.05,2.25mm,2+50.052.25mm,13+120.02,13.24mm,13+120.0213.24mm,21,340.02=21.68mm,21340.02=21.68mm,四、实验步骤,1,让线的一端穿过小球的小孔，,然后打一个线结，做成单摆，,如图,11,6,1,所示,2,把线的上端用铁夹固定在,铁架台上，把铁架台放在实,验桌边，使铁夹伸到桌面以外，,让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记。,图,11,6,1,四、实验步骤图1161,3,、用米尺量出摆线长度,l,，,精确到毫米，用游标卡尺测出摆球的直径,d,即得出小球半径为 ，计算出摆长,d,2,L=,T,t,N,4,、把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度（,10),然后放开小球，让小球摆动，待摆动稳定后，测出单摆完成,30-50,次全振动所用的时间,t,计算出小球完成一次全振动所用时间,即单摆的振动周期,，,(,N,为全振动的次数,),，,反复测,3,次，再算出周期,(,T,1,T,2,T,3,) 3,T=,3、用米尺量出摆线长度l，精确到毫米，用游标卡尺测出摆球的,6,改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验测出的重力加速度值，求出它们的平均值，即为当地的重力加速度值,8,整理器材,7,将测得的重力加速度值与当地重力加速度值相比较，分析产生误差的可能原因，若误差很大，应重新做实验,5、根据单摆振动周期公式,T=2,l,g,，,计算出,当地,重力加速度：,g,=,6改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验测出的重力加速度值,用单摆测定重力加速度课件,图,11,6,2,2、图象法,k,l,T,2,由单摆周期公式不难推出,因此，分别,测出一系列摆长,l,对应的周期,T,，作,l,T,2,的图,象，,图象应是一条通过原点的直线，如图,11,6,2,所,示求出图象的斜率,k,，即可求得,g,值,L=,g,4,2,T,2,L=,g,4,2,T,2,由图像得：,g,4,2,K=,斜率为：,g,4,2,k,由单摆周期公式得：,图11622、图象法k l T2由单摆周期公式不难,2,固定悬点：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，以免摆动时发生摆线下滑，摆长改变的现象。,3,要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆，方法是：将摆球拉到一定位置后由静止释放。,4,测摆长：摆长应是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。,1,构成单摆的条件：摆线应选择细且不易伸长的线，摆球应选择体积小、密度大的小球，且摆角不能超过,10,。,六、注意事项,2固定悬点：单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在,用单摆测定重力加速度课件,七、误差分析,1,系统误差：,主要来源于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，振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等,2,偶然误差：,主要来自时间,(,即单摆周期,),的测量上摆球通过平衡位置开始计时，不能多记或漏记振动次数为了减小偶然误差，应进行多次测量取平均值,七、误差分析,例1、,在用单摆测定重力加速度的实验中，应选用的器材为,_,A,1,米长细线,B,1,米长粗线,C,10,厘米细线,D,泡沫塑料小球,E,小铁球,F,1/10,秒刻度秒表,G,时钟,H,厘米刻度米尺,I,毫米刻度米尺,AEFI,例1、在用单摆测定重力加速度的实验中，应选用的器材为_,例2、,在用单摆测定重力加速度的实验中,，单摆的摆角,应,_,，从摆球经过,_,开始计时，测出,n,次全振动的时间为,t,，用毫米刻度尺测出摆线长为,L,，用游标卡尺测出摆球的直径为,d,.,用上述物理量的符号写出测出的重力加速度的一般表达式为,g, 。,平衡位置,例2、在用单摆测定重力加速度的实验中，单摆的摆角应_,例3、,下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据：,利用上述数据，在坐标系中描出,l,T,2,图象，并由此求出重力加速度。,例3、下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数,解析：,解析：,用单摆测定重力加速度课件,图,11,6,3,当漏测,r,时，相当于以摆线长,l,为摆长,l,.,这时，,T,2,k,l,k,(,l,r,),，从数学知识可得，这时的图线斜率不变，可将原图线,a,向左平移,r,，就得漏测,r,后的图线,c,，其横截距的物理意义即为半径,r,.,同理，当多加,r,时，图线为,b,.,图1163当漏测r时，相当于以摆线长l为摆长l.这时，,用单摆测定重力加速度课件,