2020选考物理-选修3-4-第十一章-实验14-探究单摆周期与摆长的关系课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2018-12-3,#,1,实验,14,探究单摆周期与摆长的关系,实验14探究单摆周期与摆长的关系,一、实验原理,一、实验原理,二、实验装置图及器材,带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线,(,约,1,米,),、停表、毫米刻度尺和三角板。,二、实验装置图及器材带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，,三、实验步骤,1.,让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆。,2.,把细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，在单摆平衡位置处作上标记，如图所示。,三、实验步骤1.让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比,2020选考物理-选修3-4-第十一章-实验14-探究单摆周期与摆长的关系课件,四、数据处理,图象法,四、数据处理图象法,注意事项,1.,构成单摆的条件：细线的质量要小、弹性要小，选用体积小、密度大的小球，摆角不超过,5,。,2.,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。,注意事项,3.,用毫米刻度尺量出摆线长度,l,，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出金属小球半径,r,，计算出摆长,l,l,r,。,4.,测周期的方法,(,1),要从摆球过平衡位置时开始计时。因为此处速度大、计时误差小，而最高点速度小、计时误差大。,(,2),要测多次全振动的时间来计算周期。如在摆球平衡位置时开始计时，且在数,“,零,”,的同时按下秒表，以后每当摆球从同一方向通过平衡位置时计数,1,次。,3.用毫米刻度尺量出摆线长度l，用游标卡尺测出摆球的直径，,【例】,某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。,(,1),他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图,1,所示。这样做的目的是,_(,填字母代号,),。,图,1,【例】某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。图1,A.,保证摆动过程中摆长不变,B.,可使周期测量得更加准确,C.,需要改变摆长时便于调节,D.,保证摆球在同一竖直平面内摆动,(2),他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺量得悬点到摆球最低端和上端的长度,l,1,0.999 0 m,，,l,2,0.987 0 m,，则单摆摆长为,_m,。,(3),下列振动图象真实地描述了对摆长约为,1 m,的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，,A,、,B,、,C,均为,30,次全振动的图象，已知,sin 5,0.087,，,sin 15,0.26,，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是,_(,填字母代号,),。,A.保证摆动过程中摆长不变,解析,(1),在,“,探究影响单摆周期的因素,”,实验中，要使单摆在摆动过程中摆长不变，而且摆长便于调节，故选项,A,、,C,正确，,B,、,D,错误。,(3),单摆振动的摆角,5,，当,5,时单摆振动的振幅,A,l,sin 5,0.087 m,8.7 cm,，且为计时准确，在摆球摆至平衡位置时开始计时，故选项,A,正确，,B,、,C,、,D,错误。,答案,(1)AC,(2)12.0,0.993 0,(3)A,解析(1)在“探究影响单摆周期的因素”实验中，要使单摆在摆,图,2,图2,答案,B,2,答案B2,2.,用单摆测定重力加速度的实验装置如图,3,所示。,图,3,(1),组装单摆时，应在下列器材中选用,_(,选填选项前的字母,),。,A.,长度为,1 m,左右的细线,B.,长度为,30 cm,左右的细线,C.,直径为,1.8 cm,的塑料球,D.,直径为,1.8 cm,的铁球,2.用单摆测定重力加速度的实验装置如图3所示。图3,(2),测出悬点,O,到小球球心的距离,(,摆长,),L,及单摆完成,n,次全振动所用的时间,t,，则重力加速度,g,_(,用,L,、,n,、,t,表示,),。,(3),下表是某同学记录的,3,组实验数据，并做了部分计算处理。,组次,1,2,3,摆长,L,/cm,80.00,90.00,100.00,50,次全振动时间,t,/s,90.0,95.5,100.5,振动周期,T,/s,1.80,1.91,重力加速度,g,/(ms,2,),9.74,9.73,请计算出第,3,组实验中的,T,_s,，,g,_m/s,2,。,(2)测出悬点O到小球球心的距离(摆长)L及单摆完成n次全振,3.,在,“,用单摆测定重力加速度,”,的实验中：,(1),摆动时偏角满足的条件是偏角小于,5,，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最,_(,填,“,高,”,或,“,低,”,),点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图,4,甲中停表示数为一单摆全振动,50,次所用的时间，则单摆振动周期为,_,。,图,4,3.在“用单摆测定重力加速度”的实验中：(1)摆动时偏角满足,(2),用最小刻度为,1 mm,的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示。,O,为悬挂点，从图乙中可知单摆的摆长为,_m,。,(3),若用,L,表示摆长，,T,表示周期，那么重力加速度的表达式为,g,_,。,(4),考虑到单摆振动时空气浮力的影响后，学生甲说：,“,因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球的作用相当于重力加速度变小，因此振动周期变大。,”,学生乙说：,“,浮力对摆球的影响好像用一个轻一些的摆球做实验，因此振动周期不变,”,，这两个学生中,_,。,A.,甲的说法正确,B.,乙的说法正确,C.,两学生的说法都是错误的,(2)用最小刻度为1 mm的刻度尺测摆长，测量情况如图乙所示,(2),从悬点到球心的距离即为摆长，可得,L,0.998 0 m,。,(4),由于受到空气浮力的影响，小球的质量没变而相当于小球所受重力减小，即等效重力加速度减小，因而振动周期变大，选项,A,正确。,(2)从悬点到球心的距离即为摆长，可得L0.998 0 m,2020选考物理-选修3-4-第十一章-实验14-探究单摆周期与摆长的关系课件,