第1章 5 學(xué)生實驗：用單擺測定重力加速度

1、.5學(xué)生實驗：用單擺測定重力加速度一、實驗?zāi)康挠脝螖[測定重力加速度g.二、實驗原理由單擺的周期公式T2 ，可得g.所以，只要測出單擺的擺長l和周期T，就能算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.三、實驗器材長約1 m的細(xì)線有小孔的擺球兩個帶鐵夾的鐵架臺停表游標(biāo)卡尺米尺一、實驗步驟1讓細(xì)線的一端穿過擺球的小孔，然后打一個比小孔大的線結(jié)線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上，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2用米尺量出懸線長度l，用游標(biāo)卡尺測量出擺球的直徑d，擺長ll.3把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度不超過5°后釋放為了使擺球只在一個豎直平面內(nèi)擺動，釋放擺球時不要發(fā)生旋轉(zhuǎn)，使單擺做簡

2、諧運(yùn)動從擺球通過平衡位置時開場計時，數(shù)出以后擺球通過平衡位置的次數(shù)n，用停表記下所用的時間t，那么單擺振動的周期T.要使擺球在豎直平面內(nèi)擺動，選用的懸線應(yīng)細(xì)、質(zhì)量小，且不易伸長4根據(jù)單擺的周期公式，計算出重力加速度5變更擺長，重做幾次實驗，計算出每次實驗得到的重力加速度值二、數(shù)據(jù)處理1把測得的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入下表中，求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值，即可看做本地區(qū)的重力加速度.實驗次數(shù)ldlntg123g1，g2，g32可以多做幾次實驗，由幾組l、T值作出T2l圖像，利用圖像的斜率，算出重力加速度g值三、誤差分析1本實驗系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求即：懸點是否固定，是單擺還

3、是復(fù)擺球、線是否符合要求，振動是圓錐擺還是同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪段長度作為擺長等等只要注意了上面這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于偶爾誤差，到達(dá)忽略不計的程度2本實驗偶爾誤差主要來自時間即單擺周期的測量上因此，要注意測準(zhǔn)時間周期，要從擺球通過平衡位置開場計時，并采用倒數(shù)計時計數(shù)的方法，不能多記或漏記振動次數(shù)為了減小偶爾誤差，進(jìn)展屢次測量后取平均值3本實驗中長度擺線長、擺球的直徑的測量，讀數(shù)讀到毫米位即可即使用游標(biāo)卡尺測擺球直徑也只需讀到毫米位，時間的測量中，秒表讀數(shù)的有效數(shù)字的末位在“秒的非常位即可，秒表讀數(shù)不需要估讀四、本卷須知1選材擺線應(yīng)選擇細(xì)、輕且不易伸長的線長度為1 m左右

4、；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2 cm2操作單擺懸線的上端應(yīng)當(dāng)固定結(jié)實，不可隨意卷在鐵架臺的橫桿上，以免擺動時擺長改變；注意擺動時控制擺線偏離豎直方向的角度不超過5°；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3周期的測量用停表測出單擺做n3050次全振動所用的時間t，那么周期T.測量時應(yīng)以擺球通過最低位置時開場計時、計數(shù)，并且開場計時時數(shù)“零，以后擺球每從同一方向通過最低位置時計數(shù)一次實驗探究1對實驗數(shù)據(jù)的處理，計算重力加速度2019·北京高考用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖1­5­1所示圖1­5­

5、;11測出懸點O到小球球心的間隔 擺長L及單擺完成n次全振動所用的時間t，那么重力加速度g_用L、n、t表示2下表是某同學(xué)記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理.組次123擺長L/cm80.0090.00100.0050次全振動時間t/s90.095.5100.5振動周期T/s1.801.91重力加速度g/m·s29.749.73請計算出第3組實驗中的T_ s，g_ m/s2.【解析】1根據(jù)單擺的周期公式T2可得g.2第三組實驗中，周期T2.01 s，由加速度公式g，代入數(shù)據(jù)得g9.76 m/s2.【答案】122.019.76實驗探究2如何進(jìn)步實驗精度在“用單擺測重力加速度的實驗中，以下措施中可以進(jìn)步實驗精度的是A選細(xì)線做為擺線B單擺擺動時保持?jǐn)[線在同一豎直平面內(nèi)C拴好擺球后，令其自然下垂時測量線長為擺長D計時起止時刻，選在最大擺角處E計時初始時刻應(yīng)選在擺球通過平衡位置時【解析】為減小空氣阻力的影響，應(yīng)選細(xì)線做為擺線，A正確；由于單擺與圓錐擺的周期不同，本實驗是利用單擺的簡諧運(yùn)動周期公式T2測量g，所以單擺擺動時必須保持?jǐn)[線在同一豎直平面內(nèi)，不能形成圓錐擺，B正確；由于細(xì)線有伸縮性，所以應(yīng)拴好擺球后，令其自然下垂時測量懸點到