重力加速度的幾種測(cè)量方法

1、重力加速度的幾種測(cè)量方法方法一、用彈簧秤和已知質(zhì)量的鉤碼測(cè)量方法一、用彈簧秤和已知質(zhì)量的鉤碼測(cè)量將已知質(zhì)量為將已知質(zhì)量為m的鉤碼掛在彈簧秤下，平的鉤碼掛在彈簧秤下，平衡后，讀數(shù)為衡后，讀數(shù)為G.利用公式利用公式G=mg得得g=G/m. 方法二、方法二、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法打點(diǎn)計(jì)時(shí)器法 (1)按如圖所示連接好實(shí)驗(yàn)裝置，讓重錘做自按如圖所示連接好實(shí)驗(yàn)裝置，讓重錘做自由落體運(yùn)動(dòng)，與重錘相連的紙帶上便會(huì)被打由落體運(yùn)動(dòng)，與重錘相連的紙帶上便會(huì)被打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列點(diǎn)跡。點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列點(diǎn)跡。 (2)對(duì)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離對(duì)紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離h進(jìn)行測(cè)量，利進(jìn)行測(cè)量，利用用hnhn1gT2，求出重力加速度的大小

2、。，求出重力加速度的大小。例1、某同學(xué)用如下圖甲所示某同學(xué)用如下圖甲所示裝置測(cè)量重力加速度裝置測(cè)量重力加速度g，所用交流，所用交流電頻率為電頻率為50Hz。在所選紙帶上取某。在所選紙帶上取某點(diǎn)為點(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所有測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所有測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)如下圖乙所示。符號(hào)如下圖乙所示。 從數(shù)據(jù)處理方法看，在從數(shù)據(jù)處理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，對(duì)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果起作用的，方法一中有結(jié)果起作用的，方法一中有_；方法二中；方法二中有有_。因此，選擇。因此，選擇_(“方法一方法一”或或“方法二方法二”)更合理，這樣更合

3、理，這樣可以減小實(shí)驗(yàn)的可以減小實(shí)驗(yàn)的_(填填“系統(tǒng)系統(tǒng)”或或“偶偶然然”)誤差。本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源有誤差。本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源有_(試舉出兩條試舉出兩條)，并計(jì)算物體經(jīng)過(guò)第，并計(jì)算物體經(jīng)過(guò)第4點(diǎn)的點(diǎn)的瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度v4_m/s；重力加速度；重力加速度g_m/s2。 解析：解析：方法一：中方法一：中g(shù)1、g2、g3、g4、g5相加后，相加后，s2、s3、s4、s5相互抵消，只有相互抵消，只有s1、s6(或或37.5、193.5)起作用。方法二中起作用。方法二中數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)s1、s2、s3、s4、s5、s6(或或37.5、69.0、100.5、131.5、163.0、193.5)都用上了，所以選擇

4、方法二更合理。這是由都用上了，所以選擇方法二更合理。這是由于計(jì)算方法不當(dāng)所帶來(lái)的誤差，是偶然誤差。于計(jì)算方法不當(dāng)所帶來(lái)的誤差，是偶然誤差。 本實(shí)驗(yàn)中誤差的來(lái)源很多，主要有：阻力本實(shí)驗(yàn)中誤差的來(lái)源很多，主要有：阻力(空氣阻力、振針空氣阻力、振針的阻力、限位孔的阻力、復(fù)寫(xiě)紙的阻力等的阻力、限位孔的阻力、復(fù)寫(xiě)紙的阻力等)、交流電頻率波、交流電頻率波動(dòng)、長(zhǎng)度測(cè)量、數(shù)據(jù)處理方法等。動(dòng)、長(zhǎng)度測(cè)量、數(shù)據(jù)處理方法等。方法三、頻閃照相法方法三、頻閃照相法 例例2、頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)、頻閃攝影是研究變速運(yùn)動(dòng)常用的實(shí)驗(yàn)手段，在暗室中，照相機(jī)的快門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)，手段，在暗室中，照相機(jī)的快門(mén)處于常開(kāi)狀態(tài)，

5、頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，頻閃儀每隔一定時(shí)間發(fā)出一次短暫的強(qiáng)烈閃光，照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)照亮運(yùn)動(dòng)的物體，于是膠片上記錄了物體在幾個(gè)閃光時(shí)刻的位置。右圖是小球自由下落時(shí)的頻閃閃光時(shí)刻的位置。右圖是小球自由下落時(shí)的頻閃照片的一部分，如果通過(guò)這幅照片測(cè)量自由落體照片的一部分，如果通過(guò)這幅照片測(cè)量自由落體加速度約為加速度約為10.00m/s2。則頻閃儀每隔。則頻閃儀每隔_s閃光一次。小球在圖片中最上方的位置時(shí)具有的閃光一次。小球在圖片中最上方的位置時(shí)具有的速度為速度為_(kāi)m/s。(計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位計(jì)算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)后保留兩位)方法四、滴水法方法四、滴水法 例例3

6、、用滴水法可以測(cè)定重力加速度的值，、用滴水法可以測(cè)定重力加速度的值， 在自來(lái)水龍頭下面固定一擋板，如圖在自來(lái)水龍頭下面固定一擋板，如圖B-1所所示，仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭，使得前一個(gè)水滴滴在擋板示，仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭，使得前一個(gè)水滴滴在擋板上的同時(shí)，下一個(gè)水滴剛好開(kāi)始下落上的同時(shí)，下一個(gè)水滴剛好開(kāi)始下落.首先量出水首先量出水龍頭口離擋板的高度龍頭口離擋板的高度h，再用秒表計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)的方，再用秒表計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)的方法是：當(dāng)聽(tīng)到某一水滴滴在擋板上的聲音的同法是：當(dāng)聽(tīng)到某一水滴滴在擋板上的聲音的同時(shí)，開(kāi)啟秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)時(shí)，開(kāi)啟秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)“1”，以后每聽(tīng)到，以后每聽(tīng)到一一滴水聲，依次數(shù)滴水聲，依次數(shù)“2、

7、3、4”，一直數(shù)到，一直數(shù)到“n”時(shí)，按下秒表按鈕停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的讀數(shù)時(shí)，按下秒表按鈕停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的讀數(shù)t.（1）寫(xiě)出用上述方法測(cè)量重力加速度）寫(xiě)出用上述方法測(cè)量重力加速度g的表達(dá)式的表達(dá)式g=_；（2）為了減小誤差，改變）為了減小誤差，改變h的數(shù)值，測(cè)出多組數(shù)的數(shù)值，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中（表格中的據(jù)，記錄在表格中（表格中的t是水滴從水龍頭口是水滴從水龍頭口到擋板所用的時(shí)間，即水滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)到擋板所用的時(shí)間，即水滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間），請(qǐng)?jiān)趫D間），請(qǐng)?jiān)趫DB-2所示的坐標(biāo)紙中作出適當(dāng)?shù)膱D所示的坐標(biāo)紙中作出適當(dāng)?shù)膱D象，并利用圖象求出重力加速度的值象，并利用圖象求出重力加速度的值g

8、=_.（要求保留兩位有效數(shù)字）（要求保留兩位有效數(shù)字） 【試題分析】【試題分析】（1）滴水的周期就是水滴自由下落的時(shí)間，所）滴水的周期就是水滴自由下落的時(shí)間，所以以T= ， ; （2）描點(diǎn)作圖，圖象為一直線（圖略）描點(diǎn)作圖，圖象為一直線（圖略）.求出斜求出斜率率k，g=2k解得解得g=9.8m/s2. 變式變式1(2013江蘇物理，江蘇物理，11)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動(dòng)測(cè)定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，傾斜的球槽中放有若測(cè)定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，傾斜的球槽中放有若干個(gè)小鐵球，閉合開(kāi)關(guān)干個(gè)小鐵球，閉合開(kāi)關(guān)K，電磁鐵吸住第，電磁鐵吸住第1個(gè)小球，手動(dòng)敲個(gè)小球，

9、手動(dòng)敲擊彈性金屬片擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開(kāi)，第與觸頭瞬間分開(kāi)，第1個(gè)小球開(kāi)始下落，個(gè)小球開(kāi)始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個(gè)小球。當(dāng)?shù)趥€(gè)小球。當(dāng)?shù)?個(gè)小球撞擊個(gè)小球撞擊M時(shí)，時(shí)，M與觸頭分開(kāi)，第與觸頭分開(kāi)，第2個(gè)小球開(kāi)始下落個(gè)小球開(kāi)始下落，這樣，就可，這樣，就可測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間。測(cè)出多個(gè)小球下落的總時(shí)間。 (1)在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有_。 A電路中的電源只能選用交流電源電路中的電源只能選用交流電源 B實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方調(diào)整到電磁鐵的正下方 C用直尺測(cè)量電磁鐵下端到用直尺測(cè)量電磁鐵下端到M的豎直距離

10、為小球下落的高度的豎直距離為小球下落的高度 D手動(dòng)敲擊手動(dòng)敲擊M的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí) (2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度實(shí)驗(yàn)測(cè)得小球下落的高度H1.980m,10個(gè)小球下落的總時(shí)個(gè)小球下落的總時(shí)間間T6.5s。可求出重力加速度?？汕蟪鲋亓铀俣萭_m/s2。(結(jié)果保留結(jié)果保留兩位有效數(shù)字兩位有效數(shù)字) (3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下， 請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法。請(qǐng)?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個(gè)辦法。 答案：答案：(1)BD(2)9.4 (3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值。增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值。(其他答案只要合理

11、即可其他答案只要合理即可) 例例1、某同學(xué)用光電門(mén)和數(shù)字計(jì)時(shí)、某同學(xué)用光電門(mén)和數(shù)字計(jì)時(shí)器測(cè)量自由落體的重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝器測(cè)量自由落體的重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示：置如圖所示：將光電門(mén)將光電門(mén)A、B和電磁鐵安裝在支架和電磁鐵安裝在支架上，調(diào)整它們的位置使三者在一條豎直上，調(diào)整它們的位置使三者在一條豎直線內(nèi)當(dāng)電磁鐵斷電釋放小球后，小球線內(nèi)當(dāng)電磁鐵斷電釋放小球后，小球能順利通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)能順利通過(guò)兩個(gè)光電門(mén) 實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電磁鐵電源吸住小球，實(shí)驗(yàn)時(shí)先接通電磁鐵電源吸住小球，再切斷電磁鐵電源，小球落下，此時(shí)計(jì)再切斷電磁鐵電源，小球落下，此時(shí)計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間即為小球做自由落體運(yùn)時(shí)器顯示的時(shí)間即為小球做

12、自由落體運(yùn)動(dòng)通過(guò)兩光電門(mén)動(dòng)通過(guò)兩光電門(mén)A、B的時(shí)間的時(shí)間TA、TB測(cè)出從小球下落過(guò)程中從光電門(mén)測(cè)出從小球下落過(guò)程中從光電門(mén)A到光到光電門(mén)電門(mén)B的距離的距離h及小球的直徑及小球的直徑D,則小球則小球通過(guò)光電門(mén)通過(guò)光電門(mén)A時(shí)的速度為時(shí)的速度為 ，當(dāng)?shù)刂?，?dāng)?shù)刂亓铀俣攘铀俣萭的表達(dá)式是的表達(dá)式是 （用（用已知量和測(cè)量量表示）已知量和測(cè)量量表示） 方法五、光電門(mén)法方法五、光電門(mén)法 試題分析：小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)由于速度較大，光試題分析：小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)由于速度較大，光電門(mén)較小，可認(rèn)為小球勻速通過(guò)，所以速度為電門(mén)較小，可認(rèn)為小球勻速通過(guò)，所以速度為 ，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 可知可知 例例2、如圖甲所示，是、如圖甲所示，是“工工”形擋光片通過(guò)一個(gè)光電門(mén)測(cè)形擋光片通過(guò)一個(gè)光電門(mén)測(cè)重力加速度的裝置如圖乙所示，重力加速度的裝置如圖乙所示，“工工”形擋光片上下兩形擋光片上下兩叉的寬度都為叉的寬度都為d，兩擋光片前沿間的距離為，兩擋光