学物理实验教案2-单摆.docx

《学物理实验教案2-单摆.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学物理实验教案2-单摆.docx（6页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、大学物理试验教案 试验名称单摆的探讨教学时数2学时教学目的和要求1、驾驭用单摆测定重力加速度的方法。2、探讨单摆振动的周期和摆长的关系。3、驾驭米尺、游标卡尺、秒表的正确运用方法。4、驾驭依据测量精度要求选择相宜的测量仪器和测量方法。教学重点1、用米尺和游标卡尺测量摆长的方法。2、选择相宜的测量仪器和测量方法。3、运用秒表测量摇摆周期的方法-测量宽度延展法。4、数据处理方法。教学难点1、选择相宜的测量仪器和测量方法。2、数据处理方法。教学内容1、用单摆测定重力加速度的原理和公式2、依据测量精度要求选择相宜的测量仪器和测量方法3、米尺、游标卡尺、秒表的正确运用方法4、运用秒表测量摇摆周期的方法-

2、测量宽度延展法5、数据处理方法教学方法先讲授，然后实际演示操作要点。教学手段学生操作，随堂检查操作状况。依据学生的操作状况将简单犯错的问题做重点提示，学生可以依据操作中遇到的详细问题个别提问。时间安排讲授50分钟，学生操作50分钟。板书设计试验目的、测量关系式、数据记录表格。主要参考资料1、杨述武等，一般物理试验第四版M. 北京：高等教化出版社，2007.2、郑庚兴，大学物理试验M. 上海：上海科学技术文献出版社，2004.3、黄水平，大学物理试验M. 北京：机械工业出版社，2021.4、徐扬子，丁益民，大学物理试验M. 北京：科学出版社，2006.5、李蓉，根底物理试验教程M. 北京：北京师

3、范大学出版社，2021.试验名称：单摆的探讨试验目的：1驾驭用单摆测定重力加速度的方法。2探讨单摆振动的周期和摆长的关系。3驾驭米尺、游标卡尺、秒表的正确运用方法。4驾驭依据测量精度要求选择相宜的测量仪器和测量方法。试验仪器：单摆 秒表米尺 游标卡尺试验原理：用一根不能伸长的轻线悬挂一小球，作幅角很小的摇摆就是一个单摆。设小球的质量为，其质心到摆的支点的距离为摆长。作用在小球上的切向力的大小为，它总指向平衡点。当幅角0很小时，那么，切向力的大小为，按牛顿第二定律，质点的运动方程为 这是一简谐运动方程，该简谐振动角频率的平方等于，由此得出单摆的振动周期T和摇摆的角度之间存在以下关系 对于幅角不超

4、过50时，周期的实测值和小振动近似的结果的偏差就不会大于千分之一。假设按这误差要求用式测量重力加速度，必需把单摆的幅角限制在50之内。试验时，测量一个周期的相对误差较大，一般是测量连续摇摆个周期的时间，那么，因此式中和不考虑误差，因此的不确定度传递公式为从上式可以看出，在、大体肯定的状况下，增大和对测量g有利。试验内容:一、测定重力加速度1、 单摆调整1试验时，将仪器放置桌边；2调整摆角板高度距上端50cm，并使摆角板平面、镜面、单摆底座的前外表及桌子侧面平行；3调整立柱铅直。2、测量摆长选取摆长1m左右，用米尺测量摆线长l 6次，用游标卡尺测摆球直径d 6次，计算摆长L=l+d/2.3、测量

5、周期测出连续摇摆50次的总时间t；共测6次。4、 计算重力加速度及其不确定度。 提示：1摆长应是摆线加上小球的半径。（2） 球的振幅小于摆长的十二分之一角度小于十五度（3） 握秒表的手和小球同步运动，测量不确定度可能小一些。（4） 当摆锤过平衡位置时，按表计时，测量的不确定度可能小一些。（5） 为了防止数错n值，应在计时表开场按表时数零，以后每过一个周期，数1，2，n。二、探讨摆长及周期的关系1、匀称地改变6次摆长，每次增加约10，测出相应的连续摇摆50次的总时间t； 2、计算出摆长L、周期和；3、在直角坐标纸上绘制图线，验证简谐振动的周期及摆长的关系。试验数据处理（一）、 测定重力加速度测量序号摆线长度摆球直径d/cm50个周期时间t/s/cm/cml/cm123456平均值试验标准差s1. 摆长(1) 摆长的平均值2摆长的不确定度0.06020 cmcm3摆长 0.060cm2. 50个周期时间t 0.026)m/s