2.5實驗用單擺測重力加速度課件-高二上學期物理人教版選擇性

第二章機械振動第5節(jié)實驗：用單擺測量重力加速度回顧單擺的主要應用１.利用它的等時性做計時工具２.利用單擺周期公式測定重力加速度

惠更斯在1656年首先利用擺的等時性發(fā)明了帶擺的計時器（1657年獲得專利權）。

知識回顧實驗原理1.實驗目的：測量重力加速度g2.實驗原理：

當擺角較小(小于5°)時，單擺做簡諧運動，根據(jù)其周期公式可得

只要測出單擺的擺長和周期，就可以求出當?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

一、實驗思路

二、實驗裝置和器材選擇PK有彈力無彈力PKPK鐵架臺（帶鐵夾）、中心有孔的金屬小球、約1m長的細線、米尺、游標卡尺（選用）、秒表選一選1.組裝器材：

(1)讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個比小孔稍大一些的結(jié)，制成一個單擺。(2)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上并把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處作上標記。2.測擺長：用米尺量出從懸點到小球上端的懸線長l0，再用游標卡尺測量出擺球的直徑d，則擺長l＝l0＋(d/2)。3.測周期：(1)將單擺從平衡位置拉開一個小角度(擺角小于5°)，然后釋放擺球讓單擺在豎直平面內(nèi)擺動。當單擺擺動穩(wěn)定后，過平衡位置時開始計時，測量30～50次全振動的時間t。計算出振動周期T=t/n。(2)改變擺長，重復實驗三次，測出相應擺長l

和周期T。

三、實驗步驟

四、數(shù)據(jù)處理1.平均值法：

每改變一次擺長，將相應的l和T代入公式中求出g值，最后求出g的平均值。2.圖像法：

1.系統(tǒng)誤差：主要來自于單擺模型是否符合要求，如懸點是否固定，擺球和擺長是否符合要求，最大擺角是否不超過5°，是否在同一豎直平面內(nèi)擺動等。2.偶然誤差：（1）來自時間（即單擺周期）的測量正確操作：從擺球通過最低點時開始計時，一般測出單擺做30～50次全振動所用的時間，不能多計或漏計振動次數(shù)。算出周期的平均值T。（2）來自擺長的測量

正確操作：在懸掛小球自然下垂的狀態(tài)下，從懸點到擺球球心間距（擺長等于擺線長加上擺球的半徑），多次測量后取平均值。

五、誤差分析

六、注意事項

補充：秒表讀數(shù)1分秒2分0秒0分秒【例題】某實驗小組在利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛?(1)用游標卡尺測定擺球直徑,結(jié)果如圖所示,則該擺球直徑為_______cm。

(2)測得擺線長為89.2cm,然后用秒表記錄了單擺振動30次全振動所用的時間如圖中秒表所示,則:該單擺的擺長為________cm,秒表所示讀數(shù)為________s。

(3)為提高實驗精度,在實驗中改變幾次擺長l,測出相應周期T,從而得出一組對應的l與T的數(shù)值,再以l為橫坐標,T2為縱坐標,將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖所示,則測得的重力加速度g