第十二章實(shí)驗(yàn)探究單擺運(yùn)動(dòng)用單擺測(cè)定重力加速度ppt課件

1、考情案例導(dǎo)析考情案例導(dǎo)析實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究單探究單擺運(yùn)動(dòng)擺運(yùn)動(dòng)用單擺用單擺測(cè)定重測(cè)定重力加速力加速度度實(shí)驗(yàn)理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)理論指導(dǎo)知能演練提升知能演練提升返回返回返回返回(1)了解單擺運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。了解單擺運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)。(2)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。返回返回返回返?中心有小孔的金屬小球、長(zhǎng)約中心有小孔的金屬小球、長(zhǎng)約1米的細(xì)線、鐵架臺(tái)米的細(xì)線、鐵架臺(tái)(帶鐵夾帶鐵夾)、刻度尺、秒表、游標(biāo)卡尺。、刻度尺、秒表、游標(biāo)卡尺。返回返回(1)做單擺：讓細(xì)線的一端穿過(guò)小球的小孔，做單擺：讓細(xì)線的一端穿過(guò)小球的小孔， 并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后把線并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后把線 的

2、另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，并把的另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，并把 鐵架臺(tái)放實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以鐵架臺(tái)放實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以 外，讓擺球自然下垂。且在單擺平衡位外，讓擺球自然下垂。且在單擺平衡位 置處作標(biāo)記，如圖實(shí)置處作標(biāo)記，如圖實(shí)1所示。所示。圖實(shí)圖實(shí)1返回返回返回返回(4)測(cè)周期：將單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度測(cè)周期：將單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度(小于小于5)，然后釋放小球，記下單擺做然后釋放小球，記下單擺做3050次全振動(dòng)的總時(shí)間，算次全振動(dòng)的總時(shí)間，算出平均每次全振動(dòng)的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期。反復(fù)測(cè)出平均每次全振動(dòng)的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期。反復(fù)測(cè)量三次，再算出測(cè)得周期數(shù)值

3、的平均值。量三次，再算出測(cè)得周期數(shù)值的平均值。(5)改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)。改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)。返回返回返回返回(1)擺線要選擺線要選1 m左右，不要過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，太長(zhǎng)測(cè)量不方便，左右，不要過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短，太長(zhǎng)測(cè)量不方便， 太短擺動(dòng)太快，不易計(jì)數(shù)。太短擺動(dòng)太快，不易計(jì)數(shù)。(2)擺長(zhǎng)要待懸掛好球后再測(cè)，不要先測(cè)再系小球，由于擺長(zhǎng)要待懸掛好球后再測(cè)，不要先測(cè)再系小球，由于 懸掛擺球后細(xì)繩難免有伸長(zhǎng)形變。懸掛擺球后細(xì)繩難免有伸長(zhǎng)形變。(3)計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)要將懸線長(zhǎng)加上擺球半徑，不要漏掉加擺計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)要將懸線長(zhǎng)加上擺球半徑，不要漏掉加擺 球半徑。球半徑。返回返回返回返回(7)要從平衡位置計(jì)時(shí)，不要在擺球達(dá)到

4、最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)要從平衡位置計(jì)時(shí)，不要在擺球達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì) 時(shí)，因單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速率最大，又有標(biāo)志易于時(shí)，因單擺經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速率最大，又有標(biāo)志易于 察看，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。而單擺在最高點(diǎn)速率為零，在其附察看，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。而單擺在最高點(diǎn)速率為零，在其附 近速率甚小，滯留時(shí)間不易確定，引起的時(shí)間誤差較大。近速率甚小，滯留時(shí)間不易確定，引起的時(shí)間誤差較大。(8)要準(zhǔn)確記好擺動(dòng)次數(shù)，不要多記或少記次數(shù)。要準(zhǔn)確記好擺動(dòng)次數(shù)，不要多記或少記次數(shù)。返回返回(1)本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求，即：懸點(diǎn)是否固定，球、線是否符合要求，振動(dòng)是要求，即

5、：懸點(diǎn)是否固定，球、線是否符合要求，振動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)的振動(dòng)等。圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)的振動(dòng)等。(2)本實(shí)驗(yàn)的偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間的測(cè)量，因此，要從本實(shí)驗(yàn)的偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間的測(cè)量，因此，要從擺球通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)。擺球通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)。返回返回返回返回例例1(2019福建高考福建高考)某實(shí)驗(yàn)小組在利用某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：?jiǎn)螖[測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖實(shí)如圖實(shí)3所示，則該擺球的直徑為所示，則該擺球的直徑為_(kāi) 圖

6、實(shí)圖實(shí)3_ cm。返回返回返回返回返回返回答案答案(1)0.97(2)C返回返回返回返回圖實(shí)圖實(shí) 4返回返回(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_(填寫代號(hào)填寫代號(hào))。A測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，忘記了擺球的半徑測(cè)擺長(zhǎng)時(shí)，忘記了擺球的半徑B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)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) 度增加了度增加了C開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)早按下開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，秒表過(guò)早按下D實(shí)驗(yàn)中誤將實(shí)驗(yàn)中誤將39次全振動(dòng)次數(shù)記為次全振動(dòng)次數(shù)記為40次次返回返回(3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量6種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期，記錄表格

7、如下：周期，記錄表格如下：以以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圖線，并利用此圖圖線，并利用此圖線求重力加速度。線求重力加速度。l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84返回返回返回返回返回返回答案答案(1)87.50 cm75.2 1.88 (2)ABC(3)圖像見(jiàn)解析圖像見(jiàn)解析g9.86 m/s2返回返回例例3在在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺實(shí)驗(yàn)中，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電 圖實(shí)圖實(shí)5阻，如圖實(shí)阻，如圖實(shí)5所示。光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該所示。光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該返回返回儀器顯示的光敏電阻阻值儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間隨時(shí)間t變化圖線如圖實(shí)變化圖線如圖實(shí)6所所示，則該單擺的振動(dòng)周期為示，則該單擺的振動(dòng)周期為_(kāi)。若保持懸點(diǎn)到小。若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一小倍