實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)重力加速度高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第一冊(cè)+

第二章機(jī)械振動(dòng)第5節(jié)實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)量重力加速度回顧單擺的主要應(yīng)用１.利用它的等時(shí)性做計(jì)時(shí)工具２.利用單擺周期公式測(cè)定重力加速度

惠更斯在1656年首先利用擺的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器（1657年獲得專利權(quán)）。

知識(shí)回顧實(shí)驗(yàn)原理1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簻y(cè)量重力加速度g2.實(shí)驗(yàn)原理：

當(dāng)擺角較小(小于5°)時(shí)，單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，根據(jù)其周期公式可得

只要測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)和周期，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

一、實(shí)驗(yàn)思路

二、實(shí)驗(yàn)裝置和器材選擇PK有彈力無(wú)彈力PKPK鐵架臺(tái)（帶鐵夾）、中心有孔的金屬小球、約1m長(zhǎng)的細(xì)線、米尺、游標(biāo)卡尺（選用）、秒表選一選1.組裝器材：

(1)讓線的一端穿過(guò)小球的小孔，然后打一個(gè)比小孔稍大一些的結(jié)，制成一個(gè)單擺。(2)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上并把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處作上標(biāo)記。2.測(cè)擺長(zhǎng)：用米尺量出從懸點(diǎn)到小球上端的懸線長(zhǎng)l0，再用游標(biāo)卡尺測(cè)量出擺球的直徑d，則擺長(zhǎng)l＝l0＋(d/2)。3.測(cè)周期：(1)將單擺從平衡位置拉開一個(gè)小角度(擺角小于5°)，然后釋放擺球讓單擺在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后，過(guò)平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，測(cè)量30～50次全振動(dòng)的時(shí)間t。計(jì)算出振動(dòng)周期T=t/n。(2)改變擺長(zhǎng)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，測(cè)出相應(yīng)擺長(zhǎng)l

和周期T。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

四、數(shù)據(jù)處理1.平均值法：

每改變一次擺長(zhǎng)，將相應(yīng)的l和T代入公式中求出g值，最后求出g的平均值。2.圖像法：

1.系統(tǒng)誤差：主要來(lái)自于單擺模型是否符合要求，如懸點(diǎn)是否固定，擺球和擺長(zhǎng)是否符合要求，最大擺角是否不超過(guò)5°，是否在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)等。2.偶然誤差：（1）來(lái)自時(shí)間（即單擺周期）的測(cè)量正確操作：從擺球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，一般測(cè)出單擺做30～50次全振動(dòng)所用的時(shí)間，不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)。算出周期的平均值T。（2）來(lái)自擺長(zhǎng)的測(cè)量

正確操作：在懸掛小球自然下垂的狀態(tài)下，從懸點(diǎn)到擺球球心間距（擺長(zhǎng)等于擺線長(zhǎng)加上擺球的半徑），多次測(cè)量后取平均值。

五、誤差分析

六、注意事項(xiàng)

補(bǔ)充：秒表讀數(shù)1分51.3秒=111.32分0秒=120.0s0分24.5秒=24.5s【例題】某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中,(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球直徑,結(jié)果如圖所示,則該擺球直徑為_______cm。

(2)測(cè)得擺線長(zhǎng)為89.2cm,然后用秒表記錄了單擺振動(dòng)30次全振動(dòng)所用的時(shí)間如圖中秒表所示,則:該單擺的擺長(zhǎng)為________cm,秒表所示讀數(shù)為________s。

(3)為提高實(shí)驗(yàn)精度,在實(shí)驗(yàn)中改變幾次擺長(zhǎng)l,測(cè)出相應(yīng)周期T,從而得出一組對(duì)應(yīng)的l與T的數(shù)值,再以l為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo),將所得數(shù)據(jù)連成直線如圖所示,則測(cè)得的重力加速度g=________m/s2。(π取