物理選修人教新課標(biāo)單擺PPT課件

1、1過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)十三十三探究探究單擺單擺的運(yùn)的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)、用單用單擺測(cè)擺測(cè)定重定重力加力加速度速度基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理第1頁(yè)/共26頁(yè)2基礎(chǔ)知識(shí)梳理基礎(chǔ)知識(shí)梳理實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葘W(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?能正確熟練地使用秒表能正確熟練地使用秒表第2頁(yè)/共26頁(yè)3實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理第3頁(yè)/共26頁(yè)4實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材帶孔小鋼球一個(gè)、細(xì)絲線一條帶孔小鋼球一個(gè)、細(xì)絲線一條(長(zhǎng)約長(zhǎng)約1 m)、毫、毫米刻度尺一把、秒表、游標(biāo)卡尺、帶鐵夾的米刻度尺一把、秒表、游標(biāo)卡尺、帶鐵夾的鐵架臺(tái)鐵架臺(tái).第4頁(yè)/共26頁(yè)

2、5過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引一、實(shí)驗(yàn)步驟一、實(shí)驗(yàn)步驟1做單擺：選取一段做單擺：選取一段1 m左右左右的細(xì)線，讓線的一端穿過(guò)小球的細(xì)線，讓線的一端穿過(guò)小球上的小孔，然后打一個(gè)比小孔上的小孔，然后打一個(gè)比小孔稍大一些的線結(jié)把線的上端稍大一些的線結(jié)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸出桌面之外，架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸出桌面之外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記，如圖記，如圖1231所示所示.圖圖1231第5頁(yè)/共26頁(yè)6第6頁(yè)/共26頁(yè)7圖圖1232第7頁(yè)/共26頁(yè)8第8頁(yè)/共26頁(yè)9三、誤差分析三、

3、誤差分析1系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求即主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求即懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看作質(zhì)點(diǎn)，球、懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看作質(zhì)點(diǎn)，球、線是否符合要求，擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一線是否符合要求，擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)豎直平面內(nèi)擺動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等只要注意了上面這些問(wèn)題，就可以使系等只要注意了上面這些問(wèn)題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計(jì)的統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計(jì)的程度程度.第9頁(yè)/共26頁(yè)102偶然誤差偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間主要來(lái)自時(shí)間(即單擺周期即單擺周期)的測(cè)量上，因此的測(cè)量上，因此要

4、注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期周期)要從擺球通過(guò)平衡要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，即即4,3, 2,1,0,1,2，在數(shù)在數(shù)“零零”的同時(shí)按下秒的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)不能多計(jì)或漏計(jì)擺動(dòng)次數(shù)為表開(kāi)始計(jì)時(shí)不能多計(jì)或漏計(jì)擺動(dòng)次數(shù)為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值值.第10頁(yè)/共26頁(yè)11四、注意事項(xiàng)四、注意事項(xiàng)1選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線線,長(zhǎng)度一般在長(zhǎng)度一般在1 m左右，小球應(yīng)選用密度較左右，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(guò)大的

5、金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過(guò)2 cm.2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上上,應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象第11頁(yè)/共26頁(yè)123注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò)過(guò)10，可通過(guò)估算振幅的辦法掌握，可通過(guò)估算振幅的辦法掌握4擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺平面內(nèi)，不要形成圓錐擺5計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)從擺球通過(guò)計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)從擺球通過(guò)最低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向最

6、低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以后擺球從同一方向通過(guò)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)通過(guò)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)“零零”的的同時(shí)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)同時(shí)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)第12頁(yè)/共26頁(yè)13實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)原理的基本應(yīng)用實(shí)驗(yàn)原理的基本應(yīng)用 某同學(xué)在做利用單擺測(cè)重力加速度的某同學(xué)在做利用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為實(shí)驗(yàn)中，先測(cè)得擺線長(zhǎng)為97.50 cm，擺球直，擺球直徑為徑為2.0 cm，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)，然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)50次所用的時(shí)間，如圖次所用的時(shí)間，如圖1233所示，則：所示，則：圖圖1233第13頁(yè)/共26頁(yè)14(1)該擺擺長(zhǎng)為該擺擺長(zhǎng)為_(kāi) cm，秒表的

7、示數(shù)為，秒表的示數(shù)為_(kāi) s.(2)如果測(cè)得的如果測(cè)得的g值偏小，可能的原因是值偏小，可能的原因是()A測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊測(cè)擺線長(zhǎng)時(shí)擺線拉得過(guò)緊B擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng)，使擺線長(zhǎng)度增加了使擺線長(zhǎng)度增加了C開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)遲按下D實(shí)驗(yàn)中誤將實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動(dòng)次數(shù)計(jì)為次全振動(dòng)次數(shù)計(jì)為50次次第14頁(yè)/共26頁(yè)15(3)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得實(shí)驗(yàn)中測(cè)得5種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期，記錄數(shù)據(jù)如下：動(dòng)周期，記錄數(shù)據(jù)如下：l/m0.50.80.91.01.2T/s1.421.791.902.002.20T2/s

8、22.023.203.614.004.84試以試以l為橫坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)，作出為縱坐標(biāo)，作出T2l的的圖像，并利用此圖像求出重力加速度圖像，并利用此圖像求出重力加速度第15頁(yè)/共26頁(yè)16圖圖1234第16頁(yè)/共26頁(yè)17第17頁(yè)/共26頁(yè)18【答案】【答案】(1)98.5099.7(2)B(3)圖像圖像見(jiàn)解析見(jiàn)解析 986 m/s2第18頁(yè)/共26頁(yè)19 某同學(xué)想在家里做用單擺測(cè)定重力加某同學(xué)想在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有合適的擺球，他只好找速度的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有合適的擺球，他只好找到一塊大小為到一塊大小為3 cm左右，外形不規(guī)則的大理左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球

9、，實(shí)驗(yàn)步驟是石塊代替小球，實(shí)驗(yàn)步驟是()A石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將，將尼龍線的上端固定于尼龍線的上端固定于O點(diǎn)點(diǎn)B用刻度尺測(cè)量用刻度尺測(cè)量OM間尼龍線的長(zhǎng)度間尼龍線的長(zhǎng)度L作作為擺長(zhǎng)為擺長(zhǎng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)第19頁(yè)/共26頁(yè)20第20頁(yè)/共26頁(yè)21(1)你認(rèn)為該同學(xué)在以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)你認(rèn)為該同學(xué)在以上實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是哪些步驟？為什么？誤的是哪些步驟？為什么？(2)該同學(xué)用該同學(xué)用OM的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是偏??？你認(rèn)為用何方法可以解決值偏大還是偏??？你認(rèn)為用何方法可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難？擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難？第21頁(yè)/共26頁(yè)22【解析】【解析】(1)實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是：實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是：B：大理石重心到懸掛點(diǎn)間的距離才是擺長(zhǎng)：大理石重心到懸掛點(diǎn)間的距離才是擺長(zhǎng)C最大偏角不能超過(guò)最大偏角不能超過(guò)10D：應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)：應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)F：應(yīng)該用各組的：應(yīng)該用各組的L、T求出各組的求