利用單擺測重力加速度.ppt

,實驗 單擺周期與擺長的關(guān)系,實驗?zāi)康?1、 用單擺測定當?shù)氐闹亓铀俣取?2、 會使用秒表。,實驗原理,當單擺擺角很?。ㄐ∮?0）時，可看作簡諧運動，其固有周期為,由公式可得,故只要測定擺長l和單擺的周期T，即可算出重力加速度g。,長約1米的（不可伸縮的）細線、小鐵球、鐵架臺（連 鐵夾）、米尺、游標卡尺、秒表,實驗儀器,實驗步驟：,1在細線的一端打一個比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細線穿過球上的小孔，制成一個單擺。,2將鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把做好的單擺固定在鐵夾上，使擺球自由下垂。,3測量單擺的擺長l：用米尺測出懸點到球心間的距離；或用游標卡尺測出擺球直徑2r，再用米尺測出從懸點至小球上端的懸線長l，則擺長l=l+r。,4把單擺從平衡位置拉開一個小角度（不大于5),使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，用秒表測量單擺完成全振動30至50次所用的時間，求出完成一次全振動所用的平均時間，這就是單擺的周期T。,6變更擺長重做兩次,并求出三次所得的g的平均值。,注意事項:,1選擇材料時應(yīng)選擇細、輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm。 2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象。 3注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過5，可通過估算振幅的辦法掌握。 4擺球擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺。 5計算單擺的振動次數(shù)時,應(yīng)以擺球通過最低位置時開始計時，以后擺球從同一方向通過最低位置時，進行計數(shù), 且在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù)。,數(shù)據(jù)處理方法,1、列表法,2、圖象法,T2,L,注意事項,1、細線不可伸縮，長度約1m。小球應(yīng)選用密度較大的金 屬球，直徑應(yīng)較?。ㄗ詈貌怀^2）。,2、單擺的上端不要卷在夾子上，而要用夾子加緊，以免 單擺擺動時擺線滑動或者擺長改變，且l=l+d/2。,3、最大擺角小于10，可用量角器測量，然后通過振幅來 掌握。,4、擺球擺動時要在同一個豎直平面內(nèi)。,5、計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)以擺球通過最低點時開始 計時.,思維能力訓練,1、物體作自由落體運動：,其他方法測定重力加速度,2、物體從光滑的斜面上由靜止下滑：,3、物體靜止于水平面上：,4、用打點計時器：,5、用圓錐擺：,6、滴水法測重力加速度：,g=2H(N-1)2/t2,例1、某同學在用單擺測定重力加速度的實驗中，測出幾組周期T和擺長L值后，在T2L圖象中描繪出了相應(yīng)的點，如圖所示，試在圖中繼續(xù)完成T2L圖象，由該圖象計算重力加速度的公式是_.(簡要說明公式中各物理量的意義）,圖線的斜率所表示的物理意義 _ 當?shù)氐闹亓铀俣萭值 為_ （g值保 留三位有效數(shù)字）,2.某同學在用單擺測定重力加速度的實驗中，測量4種不同擺長情況單擺的振動周期，獲得4組數(shù)據(jù),以T2為縱軸、l為橫軸作出的T2l關(guān)系圖像如圖,根據(jù)此圖像回答問題： 本實驗所使用的測量儀器有_ 本試驗依據(jù)的物理原理_,秒表、米尺、游標卡尺,42/g,9.86m/s2,3.在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中，有人提出以下幾點建議： A適當加長擺線 B質(zhì)量相同，體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的C單擺偏離平衡位置的角度不能太大 D單擺偏離平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺擺動的周期 其中對提高測量結(jié)果精度有利的是 。,A C,解見下頁,解：,根據(jù)單擺的周期公式,可得，,從該公式可看出，增大擺長l，有利于減小誤差，提高測量結(jié)果精度；T對測量結(jié)果影響較大，采用累計法測量以減小誤差，故D無法提高測量結(jié)果精度；,對B來說，由于球體積較大，空氣阻力也大，單擺振動次數(shù)少，不利于采用累計法測量周期；故B不利于提高測量結(jié)果精度；,只有在小角度的情形下,單擺的周期才滿足,綜合上述，應(yīng)選擇A、C。,南京市07屆二模試卷12.( 2 ),12.（2）用圖甲所示的實驗裝置演示單擺的振動圖象，細砂從擺動著的漏斗的底部均勻漏出，紙板勻速移動，移動方向與擺動方向垂直，漏在紙板上的細砂排成粗細變化的一條曲線，如圖乙所示觀察這條曲線，找出其形態(tài)特征，并由此說明砂擺的擺動規(guī)律（要求列出兩條，為敘述方便，可在圖上標注字母） 形態(tài)特征： ， 說明砂擺 形態(tài)特征： ， 說明砂擺 ,整體上接近正弦（余弦）曲線,的擺動（接近于）是簡諧運動,粗細不均勻，,擺動過程中速度變化。,例2、現(xiàn)給定以下器材： A.閃光照相機 B.秒表 C.打點計時器 D.交流電源4 V6 V E.導線若干 F.紙帶 G.復(fù)寫紙 H.鐵架臺 I.游標卡尺 J.重物 K.刻度尺 L.直徑1cm鋼球 M.1 m長彈性細線