单摆的运动.pptx

四、实验步骤
:
(1)让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的结。
(2)把线的上端用铁夹固定在铁架台上并把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自由下垂,在单摆平衡位置处做上标记。
:用毫米刻度尺量出悬线长l',用游标卡尺测量出摆球的直径d,则l=l'+d/2即为单摆的摆长。
:将单摆从平衡位置拉开一个角度,且满足摆角小于5°,然后释放摆球,当单摆摆动稳定后,过平衡位置时用秒表开始计时,测量30次~50次全振动的时间,计算出平均摆动一次的时间即为单摆的振动周期T。
:
(1)应用公式 g= 计算重力加速度的值。
(2)改变摆长,重复实验三次,计算重力加速度的平均值。
:将测得的重力加速度的值和当地的重力加速度比较,分析产生误差的原因。
五、注意事项
:
(1)要从摆球过平衡位置时开始计时。
(2)要测多次全振动的时间来计算周期。如在摆球过平衡位置时启动秒表,同时数零,以后摆球每过一次平衡位置记一个数,最后秒表计时为t s,记数为n,则周期T=t/(n/2)=2t/n。
:细线的质量要小,弹性要小;球要选用体积小、密度大的小球,摆角不能超过10°。
,不能形成圆锥摆,方法是由静止释放摆球。
。摆线上端要固定好,以免摆动过程中摆长发生变化。
,不需要估读,因为秒表的指针只能停在某1/10 s刻度线上,不能停在两个1/10 s刻度线之间。
六、误差分析
,即悬点是否固定,是单摆还是复摆,球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动的单摆,以及测量哪段长度作为摆长等等。
(即单摆周期)的测量上。要从摆球通过平衡位置开始计时,计数时不能多数振动次数。
【例1】在“用单摆测定重力加速度”的实验中。
(1)某同学的操作步骤为:
,下端系住直径为d的金属小
球,上端固定在铁架台上

°位置释放小球
,得到周期T=t/n
=4π2l/T2计算重力加速度按上述方法得出的重力加速
度值与实际值相比_______(选填“偏大”、“相同”或“偏小”)。
(2)已知单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为
T′=T0[1+asin2(θ/2)],式中T0为摆角θ趋近于0°时的周期,a
为常数。为了用图象法验证该关系式,需要测量的物理量有
____________;-3-1所示的图
线,则图象中的横轴表示______。
热点一实验步骤、实验数据的处理
-3-1
偏小
T′、θ
T′
【解析】(1)由于此单摆的摆长应为,而该同学在计算时代入公式的摆长是l,故重力加速度值与实际值相比偏小。
(2)在公式中T0、a为定值,故要验证此关系式,只需测量T′和θ即可。由题图可知,此图线为直线,可判断纵横轴所表示量的关系为一次函数关系。如横轴为sin2 ,纵轴为T′,则由关系式T′=T0