用单摆测定重力加速度a

,高中物理,学生实验课件,实验九,用单摆测定重力加速度,如皋市第一中学,【实验目的】,【实验原理】,【实验器材】,【实验内容】,【注意事项】,【实验练习】,【减小误差】,【实验目的】,用单摆测定当地重力加速度,【实验原理】,单摆做简谐运动时，其周期为 ，故有,因此测出单摆的摆长和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度的数值。,【实验器材】,带孔小钢球一个，约1m长的线绳一条，铁架台、米尺、秒表、游标卡尺；,秒表的使用及读数,【实验步骤】,做单摆：取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上。,用米尺量出悬线长,l,，准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，也准确到毫米，则摆长为,l+r,（注意悬线长即摆绳长的量法）。,把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它，用秒表测量单摆完成30次全振动（或50次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。,把测得的周期（用平均值）和摆长的数值代入公式，求出重力加速度g的值来。,项目,次数,摆长（m）,时间,振次,周期,周期平均值T,重力加速度g,l,线,d,l,t/s,n,T/s,1,2,3,【数据记录处理】,【注意事项】,选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般在1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2cm；,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；,注意摆动时摆角不能过大；,摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆；,测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。,实验操作课,一、秒表读数,二、分组实验,一、实验思考题：,1、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？,2、该实验需要测量哪些量？各用什么测量工具？读数各有几位数字？计算出来的重力加速度是几位有效数字？（三位）,【实验思考】,3、单摆应选用什么样的球？什么样的线？线长度应当在什么范围内？（小于100cm）,4、怎样保证小球的摆动是简谐运动？小球摆成圆锥摆，对周期有什么影响？,5、测量摆长用什么测量工具？有必要用卡尺或千分尺吗？,6、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？测30-50个周期有什么好处？,7、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？,8、刻度尺长度只有30cm，怎样测重力加速度？,【实验练习】,二、相关练习题,1、测定重力加速度时：,摆球就选用,，摆线宜选用,。,测摆线的长度用,，要求准确到,，测小球直径用,，要求准确到,，测量摆动30-50次时间用,。,此外，还需要配备,和,。,2、某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是,。,摆球质量太大了；,摆长太长了；,摆角太大了（摆角仍小于10）；,量摆长时从悬点量到球的最下端；,计算摆长时忘记把小球半径加进去；,摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动；,计算周期时，将（n-1）次全振动误记为n次全振动；,3、为了提高周期的测量精度，下列哪些做法是可取的？,A、用秒表直接测量一次全振动的时间；,B、用秒表测30至50次人振动的时间，计算出平均周期；,C、在平衡位置启动秒表和结束计时；,D、在最大位移处启动秒表和结束计时；,E、用秒表测100次全振动时间，计算平均周期；,F、在平衡位置启动秒表，并开始计算，当摆球第30次经过平衡位置时制动秒表，若读数为,t,，则T=t/30。,秒表,