第37讲 实验：用单摆测定重力加速度.ppt

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第37讲实验:用单摆测定重力加速度
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名师点金
在本实验中,,要从多个方面注意避免错误和减小误差,而图象法可以使数据的处理更加精确.
知识梳理
一、实验原理
单摆在摆角小于10°时的振动是简谐运动,其固有周期,,只要测出摆长l和周期T,即可计算出当地的重力加速度值.
二、实验器材
铁架台(带铁夹),中心有孔的金属小球,秒表,米尺,游标卡尺,长约 1 m的细线等.
三、实验步骤
,将细线穿过球上的小孔,制成一个单摆.
,铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,把摆线的上端固定在铁夹上,使摆球自由下垂.
,再用米尺测出从悬点至小球上端的悬线长l′,则摆长.
(不大于10°)使单摆在竖直平面内摆动,用秒表测量单摆完成30至50次全振动所用的时间,求出完成一次全振动所用的平均时间,这就是单摆的周期T.
,求出重力加速度g的值.
,并求出三次所得的g的平均值.
四、实验注意事项与误差分析
、轻又不易伸长的线,长度一般在1 m左右;小球应选用密度较大的金属球,直径应较小.
,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆长改变、摆线下滑等现象.
°,可通过估算振幅的办法掌握.
,要使之保持在同一个竖直平面内摆动,不要形成圆锥摆.
,为减小误差应该从摆球通过最低位置时开始计时,且在数“零”的同时按下秒表,开始计时计数,同方向再次通过最低位置时,计数为1,2,3……
,应变更摆长,多做几次实验,,还可以用图象法,画出T2-l图象,求得直线的斜率k,即得.
.

(1)秒表的读数分两部分:小圈内表示分, min;大圈内表示秒, min 内时,秒针在0~30 s内读数; min内时,秒针在30~60 s内读数.
(2)秒表不要估读(由秒表的构造决定).
(3)如图37-1所示,秒表的示数为3 min s.
图37-1
创新·方法探究提炼方法展示技巧
题型方法
一、对实验器材、原理步骤的考查
例1 (2006年四川理综卷)在“用单摆测定重力加速度”的实验中,①测摆长时,若正确测出悬线长l和摆球直径d,则摆长为;②测周期时,当摆球经过位置时开始计时并计数1次,测出经过该位置N次(约60~100次)的时间为t,则周期为.
此外,请你从下列器材中选用所需器材,再设计一个实验,粗略测出重力加速度g,并参照示例填写下表(示例的方法不能再用).
;;;;E.
带夹子的重锤;;;;;;;;(高度可调,粗糙程度均匀).
【解析】本题考查了“用单摆测定重力加速度”的实验的注意事项,,摆
长应为摆线的长度加上摆球的半径,,为了减小误差,,到经过该位置N次时,所对应全振动的次数为,所以周期


测量重力加速度的原理就是根据与重力加速度有关的公式,如G=mg, 等先测量出其他的量,再代入相关公式计算出重力加速度,方法见下表:
【答案】略
【点评】因为g的计算式中T带二次方,所以需用累积法
以减少最后结果的误差.
方法概述
,因为摆球通过该点的速度最快,记录通过该点的时刻相对精确.