實驗：用單擺測量重力加速度（課件）高二物理（人教版2019選擇性必修第一冊）

2.5實驗：用單擺測量重力加速度第二章機(jī)械振動教學(xué)目的1.了解單擺的基本原理和運動規(guī)律；2.掌握用單擺測量重力加速度的方法和步驟；3.能夠設(shè)計和制作簡單的單擺實驗裝置；4.能夠分析和解釋實驗結(jié)果，得出重力加速度的近似值。學(xué)習(xí)任務(wù)1.了解單擺的基本原理和運動規(guī)律；2.掌握用單擺測量重力加速度的方法和步驟；3.能夠設(shè)計和制作簡單的單擺實驗裝置；4.能夠分析和解釋實驗結(jié)果，得出重力加速度的近似值。實驗思路當(dāng)擺角較小時，單擺做簡諧運動。由單擺的周期公式

，可得

。因此，只要測出擺長l和振動周期T，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的值.想一想：1.要根據(jù)上式測量重力加速度，需要測量哪些物理量？2.應(yīng)該如何設(shè)計實驗裝置、選擇實驗器材？3.怎樣才能減小實驗誤差？實驗儀器及實驗裝置

鐵架臺及鐵夾、中心有孔的小鋼球、不易伸長的細(xì)線、秒表、有毫米刻度的米尺、游標(biāo)卡尺物理量的測量1.擺長的測量2.周期的測量方法一：測量單擺做一次全振動的時間作為它的周期的測量值。方法二：測量單擺做多次全振動（例如幾十次）的時間，然后通過計算求出它的周期的測量值。實驗操作1.讓細(xì)線的一端穿過金屬小球的小孔，做成單擺.2.把細(xì)線的上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，讓擺球自然下垂，在單擺平衡位置處做上標(biāo)記，如圖所示.3.用毫米刻度尺量出擺線長度l′，用游標(biāo)卡尺測出金屬小球的直徑，即得出金屬小球半徑r，計算出擺長l.4.把單擺從平衡位置處拉開一個很小的角度(不超過5°)，然后放開金屬小球，讓金屬小球擺動，待擺動平穩(wěn)后測出單擺完成30～50次全振動所用的時間t，計算出單擺的振動周期T.5.根據(jù)單擺周期公式，計算當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?6.改變擺長，重做幾次實驗.數(shù)據(jù)分析方法一(公式法)：利用

求出周期，算出三次測得的周期的平均值，然后利用公式

求重力加速度.方法二(圖像法)：根據(jù)測出的一系列擺長l對應(yīng)的周期T，作l－T2的圖像，由單擺周期公式得

圖像應(yīng)是一條過原點的直線，如圖所示，求出圖線的斜率k，即可利用

求重力加速度.注意事項1.一般選用一米左右的細(xì)線.2.懸線頂端不能晃動，需用夾子夾住，保證懸點固定.3.應(yīng)在小球自然下垂時用毫米刻度尺測量懸線長.4.單擺必須在同一平面內(nèi)振動，且擺角小于5°.5.選擇在擺球擺到平衡位置處時開始計時，并數(shù)準(zhǔn)全振動的次數(shù).小試牛刀某同學(xué)用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?1)他在組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，采用了甲乙兩種方式，正確的方式是______(填“甲”或“乙”)；(2)該同學(xué)組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度為l，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖丙所示，則該擺球的直徑d為_________mm，單擺擺長L=__________(用l、d表示).乙12.0d-l/2小試牛刀(3)該同學(xué)通過多次實驗得出數(shù)據(jù)畫出擺長L和周期T2圖像，