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1、1實驗目的實驗目的(1)探究單擺的運動探究單擺的運動(2)學會用單擺測重力加速度學會用單擺測重力加速度3實驗器材實驗器材帶孔帶孔1個、線繩個、線繩1條條(約約1 m長長)、毫米刻度尺、毫米刻度尺、秒表、秒表、帶鐵夾的鐵架臺、帶鐵夾的鐵架臺小鋼球小鋼球游標卡尺游標卡尺(即時鞏固解析為教師用書獨有即時鞏固解析為教師用書獨有)考點考點實驗過程實驗過程1實驗步驟實驗步驟(1)做單擺做單擺讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個比小孔大讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個比小孔大一些的結一些的結把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上并把鐵架臺放在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實驗桌邊(如圖所示

2、如圖所示)使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標記垂，在單擺平衡位置處做上標記(3)測周期：將單擺從平衡位置拉開一個角度，且滿足測周期：將單擺從平衡位置拉開一個角度，且滿足擺角小于擺角小于10，然后釋放擺球，當單擺擺動穩(wěn)定后，過平衡，然后釋放擺球，當單擺擺動穩(wěn)定后，過平衡位置時用秒表開始計時，測量位置時用秒表開始計時，測量3050次全振動的時間計算次全振動的時間計算出平均擺動一次的時間，即為單擺的振動周期出平均擺動一次的時間，即為單擺的振動周期T.(4)改變擺長，重做幾次實驗改變擺長，重做幾次實驗改變擺長測得數(shù)據(jù)填入下表：改變擺長測得數(shù)據(jù)填入

3、下表：l/mT/sT2/s2根據(jù)上表中數(shù)據(jù)作出圖線根據(jù)上表中數(shù)據(jù)作出圖線(2)平均值法：每改變一次擺長，測量一組數(shù)據(jù)，計算平均值法：每改變一次擺長，測量一組數(shù)據(jù)，計算一個一個g值多測幾組，求值多測幾組，求g的平均值的平均值3注意事項注意事項(1)為減小誤差，要從擺球過平衡位置時開始計時為減小誤差，要從擺球過平衡位置時開始計時(2)要測多次全振動的時間來計算周期要測多次全振動的時間來計算周期(3)構成單擺的條件：細線的質量要小，彈性要小，球構成單擺的條件：細線的質量要小，彈性要小，球要選用體積小、密度大的小球，擺角不能超過要選用體積小、密度大的小球，擺角不能超過10.(4)要使擺球在同一豎直面內

4、擺動，不能形成圓錐擺要使擺球在同一豎直面內擺動，不能形成圓錐擺(5)測擺長時應在把擺球吊起后靜止時，從懸點起量到測擺長時應在把擺球吊起后靜止時，從懸點起量到擺球的球心擺球的球心4誤差分析誤差分析(1)系統(tǒng)誤差：主要來源于單擺模型本身是否符合要系統(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，球線是否符合要求，振動是圓錐擺還求，即懸點是否固定，球線是否符合要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內的振動等是在同一豎直平面內的振動等(2)偶然誤差：主要來自時間的測量上因此，要從擺偶然誤差：主要來自時間的測量上因此，要從擺球通過平衡位置開始計時，不能多計或漏計振動次數(shù)球通過平衡位置開始計時，

5、不能多計或漏計振動次數(shù)(3)減小偶然誤差的方法：通常采用兩種方法：減小偶然誤差的方法：通常采用兩種方法：多次多次測量求平均值；測量求平均值；圖象法圖象法 【案例【案例1】(2008上海高考上海高考)在在“用單擺測重力加速用單擺測重力加速度度”的實驗中，的實驗中，(1)某同學的操作步驟為：某同學的操作步驟為：a取一根細線，下端系住直徑為取一根細線，下端系住直徑為d的金屬小球，上端的金屬小球，上端固定在鐵架臺上固定在鐵架臺上b用米尺量得細線長度用米尺量得細線長度lc在擺線偏離豎直方向在擺線偏離豎直方向5位置釋放小球位置釋放小球d用秒表記錄小球完成用秒表記錄小球完成n次全振動的總時間次全振動的總時間

6、t，得到周，得到周期期Tt/n按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比按上述方法得出的重力加速度值與實際值相比_(填填“偏大偏大”“”“相同相同”或或“偏小偏小”)若某同學在實驗中得到了如圖所示的圖線，則圖象中若某同學在實驗中得到了如圖所示的圖線，則圖象中的橫軸表示的橫軸表示_【解析】【解析】(1)單擺擺長為擺線長度與小球半徑之和，單擺擺長為擺線長度與小球半徑之和，因該同學將偏小的擺長代入公式計算，所得重力加速度的測因該同學將偏小的擺長代入公式計算，所得重力加速度的測量值偏小于實際值量值偏小于實際值(2)為驗證該關系式，需要測量單擺在任意擺角為驗證該關系式，需要測量單擺在任意擺角時的周時的周期

7、期T，根據(jù)公式與圖象的函數(shù)關系式可推導得到擺角，根據(jù)公式與圖象的函數(shù)關系式可推導得到擺角0時橫軸的截距為時橫軸的截距為T0.【答案】【答案】(1)偏小偏小(2)T(或或t、n)、T(1)如果已知擺球直徑為如果已知擺球直徑為2.00 cm，讓刻度尺的零點對準，讓刻度尺的零點對準擺線的懸點，擺線豎直下垂，如圖甲所示，那么單擺擺長是擺線的懸點，擺線豎直下垂，如圖甲所示，那么單擺擺長是_如果測定了如果測定了40次全振動的時間如圖乙中秒表所次全振動的時間如圖乙中秒表所示，那么秒表讀數(shù)是示，那么秒表讀數(shù)是_s單擺的擺動周期是單擺的擺動周期是_s.(2)如果測得的如果測得的g值偏小，可能的原因是值偏小，可能

8、的原因是_(填寫代填寫代號號)A測擺長時，忘記了擺球的半徑測擺長時，忘記了擺球的半徑B擺線上端懸點未固定，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長擺線上端懸點未固定，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了度增加了C開始計時時，秒表過早按下開始計時時，秒表過早按下D實驗中誤將實驗中誤將39次全振動次數(shù)記為次全振動次數(shù)記為40次次(3)某同學在實驗中，測量某同學在實驗中，測量6種不同擺長情況下單擺的振種不同擺長情況下單擺的振動周期，記錄表格如下：動周期，記錄表格如下：以以l為橫坐標，為橫坐標，T2為縱坐標，作出為縱坐標，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【答案】【答案】(1)87.40 cm75.21.88(2)A、B、C(3)如圖所示如圖所示9.86 m/s2【誤區(qū)警示】【誤區(qū)警示】本題易出現(xiàn)的錯誤：本題易出現(xiàn)的錯誤：(1)本題中測擺長時很容易將刻度尺的示數(shù)誤認為擺本題中測擺長時很容易將刻度尺的示數(shù)誤認為擺長，而忽略了球的半徑長，而忽略了球的半徑(2)在讀秒表時，錯