25實驗用單擺測定重力加速度課件高二上學(xué)期物理人教版選擇性

2.5實驗：用單擺測量重力加速度第二章機械振動一、情境導(dǎo)入：小明從廣州搬家到北京，把家中的擺鐘也帶了過去。在廣州準的擺鐘到了北京后不準了。經(jīng)檢查鑒定擺鐘的質(zhì)量沒有問題，這是為什么呢？

重力加速度變大，擺鐘的周期變?。ㄆ欤枰{(diào)整擺長進行校準。T=2π提示：擺鐘計時原理選自必修一2.4自由落體運動

了解地球表面重力加速度的分布，對地球物理學(xué)、航空航天技術(shù)及大地測量等領(lǐng)域有十分重要的意義。為此，就需要了解測量重力加速度的方法。求重力加速度的方法有哪些？根據(jù)自由落體運動公式h=gt2求解這節(jié)課我們利用單擺周期公式來測量重力加速度。根據(jù)平拋運動求解……思考：二、用單擺測量重力加速度當(dāng)擺角較小時（θ<50），單擺做簡諧運動。原理1、實驗思路要根據(jù)上式測量重力加速度，需要測量哪些物理量？想一想測出擺長

和周期T便可以計算出g問題1

應(yīng)選擇什么樣的材料來制作單擺？提示：選細而不易伸長的線，長度約為1m；選密度大、直徑小的金屬球。PKPK有彈力無彈力問題2應(yīng)該如何選擇懸掛方式？2、實驗裝置問題3擺長如何測量？直接測擺長方法2：用刻度尺量出從懸點到小球上端的懸線長l線，再用游標卡尺測量出擺球的直徑d。L線+051001方法1：用刻度尺直接測量小球球心與懸掛點之間的距離，如圖所示。思考：兩種測擺長的方法，哪種誤差更小呢？3、物理量的測量1、測量周期時，擺球到達哪個位置時開始計時？2、單擺的周期往往較小，如何較為準確地測量周期？在擺球經(jīng)平衡位置時開始計時。

用秒表測量單擺完成n次全振動所用的時間t，再求出完成一次全振動的平均時間，這就是單擺的周期，即：T＝t/n。問題4周期如何測量？最大位移不易觀察1、把單擺從平衡位置拉開一個角度(＜5o)放開；2、當(dāng)小球經(jīng)過最低點時開始計時(計時結(jié)束)；3、測量n次（測量30～50次）全振動的時間t。

周期為T=031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314周期的測量1.結(jié)構(gòu)：（1）啟動和停止按鈕A（2）復(fù)位按鈕B。（3）分刻度盤和分針：量程15min，精確度0.5min（4）秒刻度盤和秒針：量程1（0.5）min，精確度0.1s2.操作：（1）按壓按鈕A一次，開始計時；按壓兩次，終止計時。（2）開始讀數(shù)。（3）按壓按鈕B，秒表復(fù)位，分、秒指針均指“0”刻度3.讀數(shù)：（1）先讀分針示數(shù)，單位min（整數(shù)min）。（2）再讀秒針示數(shù)（分針未過半格讀0~30s示數(shù)，分針已過半格讀30s~60s示數(shù)）。（3）計時時間=分針示數(shù)+秒針示數(shù).0分24.5秒=24.5s思考：周期的測量是本實驗的主要誤差來源之一，實驗中我們也在盡量減小實驗誤差，我們還可以怎樣減小誤差呢？提示：測量工具，測量方法利用光電門傳感器利用手機自帶傳感器（1）選材

擺線：細輕、不易伸長；小球：密度較大、直徑較小。（3）操作

單擺懸線上端固定牢固，以免擺動時擺長改變；擺線偏離豎直方向的角度不超過5°；擺球在同一個豎直平面內(nèi)擺動，不可形成圓錐擺。（2）擺長測量

用刻度尺測出擺線長度l線，用游標卡尺測量出擺球的直徑d，則單擺的擺長l＝l線＋

。4、實驗操作及注意事項（4）周期的測量

用秒表測出單擺做n（30～50）次全振動所用的時間t，

則周期T＝

。測量時應(yīng)從擺球通過平衡位置時開始計時、計數(shù)。（5）改變擺長多次測量

將單擺的擺長變短或變長，重復(fù)實驗三次。5、數(shù)據(jù)處理每改變一次擺長，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。實驗次數(shù)擺長l(m)周期T(s)加速度g(m/s2)g的平均值1

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方法1：平均值法方法2：圖像法g=T2=L如果要求用圖像法來測定重力加速度，哪么應(yīng)該如何建立坐標系？1.04320.80.50l/mT2/s2作出T2-L圖像：斜率k=g=優(yōu)點：有效排除誤差較大的數(shù)據(jù)思考：通過作圖會發(fā)現(xiàn)，圖像可能會與理論有一定的偏差，這是什么原因呢？請課下分組討論產(chǎn)生a，c的原因？

2．偶然誤差（1）時間測量誤差不可避免，要求擺球通過平衡位置開始計時，次數(shù)不漏記或多記。同時應(yīng)多次測量，再對多次測量結(jié)果求平均值。（2）測長度和擺球直徑時，讀數(shù)也容易產(chǎn)生誤差。6、誤差分析三、習(xí)題鞏固例(多選)某同學(xué)利用單擺測的g值偏大，造成的原因可能是()A.擺球質(zhì)量太大了B.量擺長時從懸點量到球的最下端C.計算擺長時忘記把小球半徑加進去D.計算周期時，將(n-1)次全振動誤記為n次全振動BDg=四、課堂小結(jié)：用單擺測量重力加速度實驗思路實驗裝置物理量的測量數(shù)據(jù)處理T=2πg(shù)=