高考物理一轮总复习 专题十二 实验十三 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度课件 新人教版.ppt

实验十三探究单摆的运动用单摆测定 重力加速度 实验准备 图S13 1 实验目的1 学会用单摆测定当地的重力加速度 2 能正确熟练地使用秒表 实验原理当摆角小于 时 单摆做简谐运动 其运动周期为T 与摆角的大小及摆球的质量无关 由此得到g 因此 只要测出摆长l和振动周期T 就可以求出当 地的重力加速度g的值 5 实验器材带孔小钢球一个 细丝线一条 长约1m 毫米刻度尺一把 带铁夹的铁架台 秒表 游标卡尺 实验过程实验步骤 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 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 处作上标记 如实验原理图S13 1所示 3 用 量出摆线长度l 用 测出摆球的直径 即得出金属小球半径r 计算出摆长l 铁架台 单摆平衡 毫米刻度尺 游标卡尺 位置 l r 1 tN N 6 改变摆长 重做几次实验 计算出每次实验的重力加速度值 求出它们的平均值 该平均值即为当地的重力加速度值 7 将测得的重力加速度值与当地的重力加速度值相比较 分析产生误差的可能原因 数据处理 图S13 2 实验分析误差分析 1 系统误差的主要来源 悬点不固定 球 线不符合要求 振动的圆锥摆不是在同一竖直平面内的振动等 2 偶然误差主要来自时间的测量上 因此 要从摆球通过 平衡位置时开始计时 不能多记或漏记振动次数 基础检测 图S13 3 1 用游标卡尺测量小钢球直径 示数如图乙所示 读数为 mm 2 以下是实验过程中的一些做法 其中正确的有 A 摆线要选择细些的 伸缩性小些的 并且尽可能长一些B 摆球尽量选择质量大些 体积小些的C 为了使摆的周期大一些 以方便测量 开始时拉开摆球 使摆线相距平衡位置有较大的角度 答案 1 18 6 2 ABE 考点1实验原理及实验操作 重点归纳 1 强调在同一平面内振动且摆角小于10 2 选择在摆球摆到平衡位置处开始计时 并数准全振动的次 数 3 小球自然下垂时 用毫米刻度尺量出悬线长l 用游标卡尺测量小球的直径 然后算出摆球的半径r 则摆长l l r 4 选用一米左右的细线 典例剖析例1 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S13 4 所示 这样做的目的是 填字母代号 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 图S13 4 2 他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下 用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L 0 9990m 再用游标卡尺测量摆球直径 结果如图S13 5所示 则该摆球的直径为 mm 单摆摆长为 m 图S13 5 3 下列振动图象真实地描述了对摆长约为1m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sin5 0 087 sin15 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 C D B A 答案 1 AC 2 12 00 9930 3 A 考点2数据处理与误差分析 重点归纳 典例剖析 例2 2015年四川成都摸底 在 用单摆测定重力加速度 的实验中 某实验小组在测量单摆的周期时 从单摆运动到最低点开始计时 且记数为1 到第n次经过最低点所用的时间为t 在测量单摆的摆长时 先用毫米刻度尺测得悬挂摆球后的摆线长为l 再用游标卡尺测得摆球的直径为d 1 该单摆的摆长为 2 该单摆的周期为 3 用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g 4 实验结束后 某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏 大 其原因可能是下述原因中的 A 单摆的悬点未固定紧 摆动中出现松动 使摆线增长了B 把n次摆动的时间误记为 n 1 次摆动的时间C 以摆线长作为摆长来计算D 以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算 考点练透 1 如果测得的g值偏小 可能的原因是 填写代号 A 测摆长时 忘记了摆球的半径B 摆线上端悬点未固定 振动中出现松动 使摆线长度增加了C 开始计时时 秒表过早按下D 实验中误将39次全振动次数记为40次 2 某同学在实验中 测量6种不同摆长情况下单摆的振动 周期 记录表格如下 以l为横坐标 T2为纵坐标 作出T2 l图线 并利用此图 线求重力加速度g 9 86m s2 答案 1 ABC 2 如图D56所示 图D56