探究单摆周期与摆长的关系.ppt

关于探究单摆周期与摆长的关系现在学习的是第1页，共23页实验准备实验准备1 1、游标卡尺、游标卡尺 原理原理 使用使用2 2、秒表、秒表 1 1、2 2 读数读数 现在学习的是第2页，共23页一、实验目的一、实验目的 游标卡尺游标卡尺/YBKC.EXE/YBKC.EXE、练习使用游、练习使用游标卡尺标卡尺 2 2、探究单摆周期与摆长的关系、探究单摆周期与摆长的关系现在学习的是第3页，共23页二、实验方法二、实验方法 改变单摆做简谐运动时的摆长改变单摆做简谐运动时的摆长L L，测得，测得对应的周期对应的周期T T，绘制出周期，绘制出周期摆长的摆长的图象，以探究单摆周期与摆长关系图象，以探究单摆周期与摆长关系现在学习的是第4页，共23页三、实验三、实验器材器材 铁架台和铁夹铁架台和铁夹 不易伸长的细线一条（长约不易伸长的细线一条（长约1m1m）带孔小钢球一个带孔小钢球一个 米尺、游标卡尺米尺、游标卡尺 秒表秒表 现在学习的是第5页，共23页四、实验步骤四、实验步骤1 1、做做单单摆摆：取取约约1 1米米长长的的线线绳绳穿穿过过带带孔孔的的小小钢钢球球，并并打打一一个个比比小小孔孔大大一一些些的的结，然后用夹子固定在桌边的铁架台上。结，然后用夹子固定在桌边的铁架台上。2 2、测测摆摆长长：用用米米尺尺量量出出悬悬线线长长ll，准准确确到到毫毫米米，用用游游标标卡卡尺尺测测摆摆球球直直径径，算出半径算出半径r r，也准确到毫米，则摆长为，也准确到毫米，则摆长为l+rl+r 。3 3、测测周周期期：把把单单摆摆从从平平衡衡位位置置拉拉开开一一个个角角度度（1010）放放开开它它，用用秒秒表表测测量量单单摆摆完完成成3030次次全全振振动动（或或5050次次）所所用用的的时时间间t t，求求出出完完成成一一次次全全振振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。T=t/nT=t/n4 4、求求重重力力加加速速度度：把把测测得得的的周周期期和和摆摆长长的的数数值值代代入入公公式式，求求出出重重力力加加速度速度g g的值来。的值来。5 5、多多次次测测量量求求平平均均值值：改改变变摆摆长长，重重做做几几次次实实验验.计计算算出出每每次次实实验验的的重重力力加加速速度度.最最后后求求出出几几次次实实验验得得到到的的重重力力加加速速度度的的平平均均值值，即即可可看看作作本本地地区的重力加速度区的重力加速度.现在学习的是第6页，共23页五、注意事项五、注意事项1 1、选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般、选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般在在1m1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过小，最好不超过2 cm2 cm；2 2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定，摆长改变夹中，以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定，摆长改变的现象；的现象；3 3、注意摆动时摆角不易过大，不能超过、注意摆动时摆角不易过大，不能超过1010，以保证单，以保证单摆做简谐运动；摆做简谐运动；4 4、摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形、摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成成圆锥摆圆锥摆；5 5、测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。6 6、为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求平均值、为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求平均值 。现在学习的是第7页，共23页小小 结结1 1、游标卡尺及秒表的使用和读数方法、游标卡尺及秒表的使用和读数方法2 2、用单摆测重力加速度、用单摆测重力加速度（1 1）原理）原理（2 2）器材选择）器材选择（3 3）摆长和周期的测量方法）摆长和周期的测量方法现在学习的是第8页，共23页课堂训练课堂训练1 1、在做在做“用单摆测定重力加速度的实验用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差，应中为了减小误差，应注意的事项是注意的事项是()()A A摆球以选密度大，体积小的小球为好摆球以选密度大，体积小的小球为好 ;B B摆长以摆长以0.250.25米为宜米为宜 ;C C摆角应小于摆角应小于10;10;D D摆线的悬点要固定，方不会在摆动中出现移动或晃动摆线的悬点要固定，方不会在摆动中出现移动或晃动 ;E E要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动 ;F F测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时 .AA、B B、C C、D D项正确项正确只有只有E E、F F项正确项正确 ACDEFACDEF正确正确都正确都正确 现在学习的是第9页，共23页2 2、某同学测定的、某同学测定的g g的数值比当地公认值大，的数值比当地公认值大，造成的原因可能是造成的原因可能是()()摆球质量太大了；摆球质量太大了；量摆长时从悬点量到球的最下端；量摆长时从悬点量到球的最下端；摆角太大了（摆角仍小于摆角太大了（摆角仍小于1010）；）；计算摆长时忘记把小球半径加进去；计算摆长时忘记把小球半径加进去；计算周期时，将计算周期时，将(n(n1)1)次全振动误记为次全振动误记为n n次全振动次全振动.现在学习的是第10页，共23页 (A)(A)要用游标卡尺测摆球直径要用游标卡尺测摆球直径d,d,摆长等于摆线长加摆长等于摆线长加d/2 d/2 (B)T=t/29.5 (B)T=t/29.5 (C)g (C)g应测量多次，然后取应测量多次，然后取g g的平均值做最后结果的平均值做最后结果 3 3、一一位位同同学学用用单单摆摆测测重重力力加加速速度度的的实实验验他他将将摆摆挂挂起起来后，进行了如下步骤：来后，进行了如下步骤：(A)(A)测摆长测摆长L L：用米尺量出摆线的长度：用米尺量出摆线的长度(B)(B)测测周周期期T T：将将摆摆球球拉拉起起，然然后后放放开开在在摆摆球球某某次次通通过过最最低低点点时时，按按下下秒秒表表开开始始计计时时，同同时时将将此此次次通通过过最最低低点点作作为为第第一一次次，接接着着一一直直数数到到摆摆球球第第6060次次通通过过最最低低点点时时，按按秒秒表停止计时读出这段时间表停止计时读出这段时间t t，算出单摆的周期，算出单摆的周期 T=t/60 T=t/60 (C)(C)将所测得的将所测得的L L和和T T代入周期公式代入周期公式 算出算出g g将它作为实验的最后结果写入实验报告中去将它作为实验的最后结果写入实验报告中去指指出出上上面面步步骤骤中中遗遗漏漏或或错错误误的的地地方方、写写出出该该步步骤骤的的字字母母，并加以改并加以改 正正 。现在学习的是第11页，共23页4 4、为了提高实验精度，在试验中可改变几次、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长摆长L L，测出相应的周期，测出相应的周期，从而得出一组，从而得出一组对应的对应的L L与与T T的数值，再以的数值，再以L L为横坐标为横坐标为为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度则测得的重力加速度g g=。1.0432 0.8 0.50 l/mT2/s2 9.86m/s2现在学习的是第12页，共23页1010分度游标卡尺分度游标卡尺 主尺的最小分度是主尺的最小分度是1mm,1mm,游标尺上有游标尺上有1010个小的个小的等分刻度它们的总长等于等分刻度它们的总长等于9mm9mm，因此游标尺的每，因此游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差一分度与主尺的最小分度相差0.1mm,0.1mm,当左右测脚当左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合时，只有游标的第重合时，只有游标的第1010条刻度线与主尺的条刻度线与主尺的9mm9mm刻度线重合刻度线重合,其余的刻度线都不重合。游标的第一其余的刻度线都不重合。游标的第一条刻度线在主尺的条刻度线在主尺的1mm1mm刻度左边刻度左边0.1mm0.1mm处，游标处，游标的第二条刻度线在主尺的的第二条刻度线在主尺的2mm2mm刻度左边刻度左边0.2mm0.2mm处，处，等等。等等。051001现在学习的是第13页，共23页051001左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺左右测脚合在一起，游标的零刻度线与主尺的零刻度线重合的零刻度线重合051001游标的第一条刻度线与主尺的游标的第一条刻度线与主尺的1mm1mm刻度重合刻度重合 1010分度的游标卡尺精确度为分度的游标卡尺精确度为0.1mm0.1mm精度：精度：游标尺的每一分度与主尺的最小分度的差值游标尺的每一分度与主尺的最小分度的差值 现在学习的是第14页，共23页读数方法读数方法0510010.3mm 主尺上整毫米刻度游标上与主尺正对的刻度主尺上整毫米刻度游标上与主尺正对的刻度精度精度现在学习的是第15页，共23页0510014.1mm05100110.5mm现在学习的是第16页，共23页一游标卡尺的主尺最小分度为一游标卡尺的主尺最小分度为1 1毫米毫米,游标上有游标上有1010个个小等分间隔小等分间隔,现用此卡尺来测量工件的直径现用此卡尺来测量工件的直径,如图如图所示所示.该工件的直径为该工件的直径为_毫米毫米.29.8现在学习的是第17页，共23页2020分度游标卡尺分度游标卡尺 主尺的最小分度是主尺的最小分度是1mm,1mm,游标尺上有游标尺上有2020个小的等个小的等分刻度它们的总长等于分刻度它们的总长等于19mm19mm，因此，因此游标尺的每一游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差分度与主尺的最小分度相差0.05mm0.05mm 010200123精确度：精确度：0.05mm0.05mm现在学习的是第18页，共23页01020012310.90mm0102001239.40mm现在学习的是第19页，共23页012345678900123456789105050分度游标卡尺分度游标卡尺 主尺的最小分度是主尺的最小分度是1mm,1mm,游标尺上有游标尺上有5050个小的个小的等分刻度它们的总长等于等分刻度它们的总长等于49mm49mm，因此，因此游标尺的游标尺的每一分度与主尺的最小分度相差每一分度与主尺的最小分度相差0.02mm0.02mm 精确度：精确度：0.02mm0.02mm现在学习的是第20页，共23页0123456789001234567891010.24mm0123456789001234567891017.00mm现在学习的是第21页，共23页0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213142分分7.6秒秒现在学习的是第22页，共23页感谢大家观看现在学习的是第23页，共23页