利用單擺測(cè)重力加速度

四平市第一高級(jí)中學(xué)2012級(jí)高一年級(jí)語(yǔ)文學(xué)科學(xué)案學(xué)案類型：新課材料序號(hào)：03

編稿教師：崔國(guó)華審稿教師：閔曉燕第十一章實(shí)驗(yàn)利用單擺測(cè)重力加速度一．學(xué)習(xí)目標(biāo)1．使學(xué)生學(xué)會(huì)用單擺的周期公式間接測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?．使學(xué)生學(xué)會(huì)處理數(shù)據(jù)的兩種方法：平均法和圖像法；3．讓學(xué)生能正確熟練地使用秒表。二．學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)是用單擺測(cè)重力加速度的方法及處理數(shù)據(jù)的方法。三、學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)是用單擺測(cè)重力加速度的方法及處理數(shù)據(jù)的方法。四、知識(shí)準(zhǔn)備1.單擺的周期公式是______，因此可求得重力加速度g＝______，因此，測(cè)出單擺的______和______就可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭.2.擺線長(zhǎng)l用____________測(cè)出，小球直徑d可用___________方便測(cè)出．3.實(shí)驗(yàn)時(shí)用________測(cè)出_________次全振動(dòng)的時(shí)間，求出平均值，即得周期．五、導(dǎo)學(xué)過(guò)程（一）自學(xué)導(dǎo)引由單擺的周期公式可得g=______（公式）。如果知道單擺的______，______，便可求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，在?shí)驗(yàn)中要盡量滿足兩方面的條件，即擺角不超過(guò)______，擺長(zhǎng)盡量______一些。實(shí)驗(yàn)中用______測(cè)量擺長(zhǎng)，用______測(cè)量擺球直徑，用______測(cè)量單擺周期。為減小周期的測(cè)量誤差，計(jì)時(shí)開(kāi)始時(shí)應(yīng)是擺球經(jīng)過(guò)最____（填高或者低）位置時(shí)，且用秒表測(cè)出單擺完成______次全振動(dòng)所用的時(shí)間，算出周期。（二）探究過(guò)程實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，正確熟練使用秒表。實(shí)驗(yàn)器材：①球心開(kāi)有小孔的小金屬球②長(zhǎng)度大于1米的細(xì)尼龍線③鐵夾④鐵架臺(tái)⑤游標(biāo)卡尺⑥米尺⑦秒表實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)單擺周期定律。實(shí)驗(yàn)步驟：1．用細(xì)線拴好小球，懸掛在鐵架臺(tái)上，使擺線自由下垂?！键c(diǎn)撥〗線要細(xì)且不易伸長(zhǎng)，球要用密度大且直徑小的金屬球，以減小空氣阻力影響。擺線上端的懸點(diǎn)要固定不變，以防擺長(zhǎng)改變。2．用米尺和游標(biāo)卡尺測(cè)出單擺擺長(zhǎng)?！键c(diǎn)撥〗擺長(zhǎng)應(yīng)為懸點(diǎn)到球心的距離，即l=L+D/2；其中L為懸點(diǎn)到球面的擺線長(zhǎng)，D為球的直徑。3．用秒表測(cè)出擺球擺動(dòng)30次的時(shí)間t，算出周期T?！键c(diǎn)撥〗計(jì)時(shí)從平衡位置開(kāi)始是因?yàn)榇颂帞[球的速度最大，人在判定它經(jīng)過(guò)此位置的時(shí)刻，產(chǎn)生的計(jì)時(shí)誤差較小。為減小系統(tǒng)誤差，擺角α應(yīng)小于5°。4．重復(fù)上述步驟，將每次對(duì)應(yīng)的擺長(zhǎng)l、周期T填于表中，按公式算出每次g，然后求出結(jié)果。實(shí)驗(yàn)記錄：物理量次擺長(zhǎng)l（米）振動(dòng)次數(shù)n（次）N次歷時(shí)t（秒）周期T（秒）g=4π2l/T2（米/秒2g（米/秒2）當(dāng)?shù)豨123習(xí)題：1.對(duì)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.擺長(zhǎng)應(yīng)為擺線長(zhǎng)加上小球直徑B.小球應(yīng)在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)，擺角不大于10°C.計(jì)時(shí)起點(diǎn)應(yīng)選小球通過(guò)平衡位置時(shí)D.用秒表測(cè)30～50次全振動(dòng)的時(shí)間，計(jì)算出平均周期2.在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，供選取的器材有：①帶夾子的鐵架臺(tái)②帶細(xì)孔的實(shí)心木球③帶細(xì)孔的實(shí)心鐵球④秒表⑤1m長(zhǎng)的細(xì)線⑥帶毫米刻度的米尺⑦游標(biāo)卡尺⑧螺旋測(cè)微器實(shí)驗(yàn)中所必須的器材是_______.3.一位同學(xué)用單擺做測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)，他將擺掛起后，進(jìn)行了如下步驟：A.測(cè)擺長(zhǎng)l：用米尺量出擺線的長(zhǎng)度.B.測(cè)周期T：將擺球拉起，然后放開(kāi)，在擺球某次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過(guò)最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，按秒表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間t，算出單擺的周期T＝.C.將所測(cè)得的l和T代入單擺的周期公式T＝2π，算出g，將它作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果寫(xiě)入報(bào)告中.指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，寫(xiě)出該步驟的字母，并加以改正._______________________________________________六、歸納總結(jié)在實(shí)際擺不是理想單擺時(shí)，可以通過(guò)等效變換將其轉(zhuǎn)換為理想單擺。在利用公式_____計(jì)算周期時(shí)，_____對(duì)應(yīng)等效擺長(zhǎng)