实验十三　用单摆测定重力加速度.ppt

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1、实验十三用单摆测定重力加速度 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理实验十三用单摆测定重力加速度实验十三用单摆测定重力加速度高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理1学会用学会用单摆测单摆测定当地的重力加速度定当地的重力加速度2加深加深对单摆对单摆振振动动周期公式的理解周期公式的理解3学会使用秒表学会使用秒表高三总复习高三总复习高

2、三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理秒表使用秒表使用简简介：介：1使使用用方方法法：首首先先要要上上好好发发条条，它它上上端端的的按按钮钮是是用用来来开开启启和和止止动动秒秒表表的的，第第一一次次按按压压，秒秒表表开开始始计计时时；第第二二次次按按压压，指指针针停停止止计计时时，指指示示出出两两次次按按压压之之间间的的时时间间；第第三三次次按按压压，两两指指针针返返回回零零刻刻度度处处2读读数数：所所测测时时间间超超过过半半分分钟钟时时，半半分分钟钟的的整整数数倍倍部部分分由由分分针读

3、针读出，不足半分出，不足半分钟钟的部分由秒的部分由秒针读针读出，出，总时间为总时间为两两针针示数之和示数之和高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理长长约约1 m的的细细丝丝线线一一根根，通通过过球球心心开开有有小小孔孔的的金金属属球球一一个个，带带有有铁夹铁夹的的铁铁架台，毫米刻度尺、秒表、游架台，毫米刻度尺、秒表、游标标卡尺卡尺高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理1让让线线的的一一端端穿穿过过小小球球的的小小孔孔，然然后后打打一一个个结结，做做成成单单摆摆如如图图1所示所示2把把线线的的上上端端用用

4、铁铁夹夹固固定定在在铁铁架架台台上上，把把铁铁架架台台放放在在实实验验桌桌边边，使使铁铁夹夹伸伸到到桌桌面面以以外外，让让摆摆球球自自然然下下垂垂，在在单单摆摆平平衡衡位位置置处处做做上上标记标记，如，如图图1所示所示图图1高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理方法二：图象法方法二：图象法图图2高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总

5、复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理图图3 高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理题型一题型一对实验操作的考查对实验操作的考查例例1一一位位同同学学用用单单摆摆做做测测量量重重力力加加速速度度的的实实验验，他他将将摆摆球球挂挂起后，起后，进进行了如下步行了如下步骤骤：高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理

6、物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理题后反思题后反思本题是实验操作，在实验操作中应注意以下技巧本题是实验操作，在实验操作中应注意以下技巧1选选择择材材料料时时摆摆线线应应选选择择细细而而不不易易伸伸长长的的线线，比比如如用用单单根根尼尼龙龙线线、胡胡琴琴丝丝弦弦或或蜡蜡线线等等，长长度度一一般般不不应应短短于于1 m，小小球球应应选选用用密密度度较较大的金属球，直径应较小，最好不超过大的金属球，直径应较小，最好不超过2 cm.2单单摆摆悬悬线线的的上上端端

7、不不可可随随意意卷卷在在铁铁夹夹的的杆杆上上，应应夹夹紧紧在在铁铁夹夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象3摆动球时，控制摆线偏离竖直方向不超过摆动球时，控制摆线偏离竖直方向不超过10.高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理4摆摆球球摆摆动动时时，要要使使之之保保持持在在同同一一竖竖直直平平面面内内，不不要要形形成成圆圆锥摆锥摆5计计算算单单摆摆的的振振动动次次数数时时，应应以以摆摆球球通通过过最最低低位位置置时时开开始始计计时时，以以后后摆摆球球从从同同一一方方向向通通过过最最低低位位置置时时进进行

8、行计计数数，且且在在数数“零零”的的同同时按下秒表，开始计时计数时按下秒表，开始计时计数6使使用用秒秒表表方方法法是是三三次次按按按按钮钮：一一“走走时时”，二二“停停止止”，三三“复复零零”读读数数：先先读读分分针针刻刻度度(包包括括半半分分钟钟)，再再读读秒秒针针刻刻度度(最最小小刻刻度度为为0.1，不要再估读，不要再估读)高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理变变式式11(2009重重庆庆高高考考)某某同同学学在在探探究究影影响响单单摆摆周周期期的的因因素素时时有如下操作，有如下操作，请请判断是否恰当判断是否恰当(填填“是是”或或“否否”)(

9、1)把把单摆单摆从平衡位置拉开从平衡位置拉开约约5释释放；放；_(2)在在摆摆球球经过经过最低点最低点时时启启动动秒表秒表计时计时；_(3)用秒表用秒表记录摆记录摆球一次全振球一次全振动动的的时间时间作作为为周期周期_该该同同学学改改进进测测量量方方法法后后，得得到到的的部部分分测测量量数数据据见见表表，用用螺螺旋旋测测微微器器测测量量其其中中一一个个摆摆球球直直径径的的示示数数见见图图4，该该球球的的直直径径为为_mm，根据表中数据可以初步判断，根据表中数据可以初步判断单摆单摆周期随周期随_的增大而增大的增大而增大高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物

10、理物理 图图4高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理数据数据组编组编号号摆长摆长/mm摆摆球球质质量量/g周期周期/s1999.332.22.02999.316.52.03799.232.21.84799.216.51.85501.132.21.46501.116.51.4高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理解析：解析：(1)单摆的摆角小于单摆的摆角小于10时，单摆做简谐振动时，单摆做简谐振动(2)当球摆到最低点时，速度最大，此位置开始计时误差小当球摆到最低点时，速度最大，此位置开始计时误差小(3)为

11、为了了减减小小误误差差，应应该该记记录录3050次次全全振振动动的的时时间间，然然后后再再计计算出单摆的周期算出单摆的周期分分析析表表格格中中的的数数据据可可知知，当当两两摆摆的的摆摆长长相相同同，质质量量不不同同时时，周周期相同，而质量相同，摆长长的周期大期相同，而质量相同，摆长长的周期大答案：答案：(1)是是(2)是是(3)否否20.685(20.68320.687)摆长摆长高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(1)如如果果已已知知摆摆球球直直径径为为2.00 cm，让让刻刻度度尺尺的的零零点点对对准准摆摆线线的的悬悬点点，摆摆线线竖竖直直下

12、下垂垂，如如图图甲甲所所示示，那那么么单单摆摆摆摆长长是是_ m，如如果果测测定定了了40次次全全振振动动的的时时间间如如图图乙乙中中秒秒表表所所示示，那那么么秒秒表表读读数数是是_ s单摆单摆的的摆动摆动周期是周期是_ s.高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(2)如果如果测测得的得的g值值偏小，可能的原因是偏小，可能的原因是_(填写代号填写代号)A.测摆长时测摆长时，忘，忘记记了了摆摆球的半径球的半径B摆摆线线上上端端悬悬点点未未固固定定，振振动动中中出出现现松松动动，使使摆摆线线长长度度增增加加了了C开始开始计时时计时时，秒表，秒表过过早按

13、下早按下D实验实验中中误误将将39次全振次全振动动次数次数记为记为40次次图图5高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(3)某某同同学学在在实实验验中中，测测量量6种种不不同同摆摆长长情情况况下下单单摆摆的的振振动动周周期期，记录记录表格如下：表格如下：以以l为为横横坐坐标标、T2为为纵纵坐坐标标，作作出出T2l图图线线，并并利利用用此此图图线线求求重力加速度重力加速度g.l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84高三总复习高三总复习高三

14、总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理图图6高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理答案答案(1)0.874075.21.88(2)ABC(3)图见解析图见解析9.86 m/s2高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理题后反思题后反思1本本题题以以用用单单摆摆测测重重力力加加速速度度的的相相关关知知识识为为依依托托着着重重考考查查对实验原理的理解能力和利用图象分析实验数据的能力对实验原理的理解能力和利用

15、图象分析实验数据的能力2用斜率求用斜率求g时，两点的间距要尽量大些时，两点的间距要尽量大些高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理变式变式21在在“用用单摆测单摆测重力加速度重力加速度”的的实验实验中，中，(1)某同学的操作步某同学的操作步骤为骤为：a取取一一根根细细线线，下下端端系系住住直直径径为为d的的金金属属小小球球，上上端端固固定定在在铁铁架台上架台上b用米尺量得用米尺量得细线长细线长度度lc在在摆线摆线偏离偏离竖竖直方向直方向5位置位置释释放小球放小球d用秒表用秒表记录记录小球完成小球完成n次全振次全振动动的的总时间总时间t，得到周期，得到

16、周期Tt/n.高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理图图7高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理答案：答案：(1)偏小偏小(2)T(或或t、n)、T高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理1在在做做“用用单单摆摆测测定定重重力力加加速速度度”的的实实验验中中，有有人人提提出出以以下下几几点建点建议议：A适当加适当加长摆线长摆线B质质量相同、体量相同、体积积不同的不同的摆摆球，球

17、，应选应选用体用体积较积较大的大的C单摆单摆偏离平衡位置的角度不能太大偏离平衡位置的角度不能太大D当当单单摆摆经经过过平平衡衡位位置置时时开开始始计计时时，经经过过一一次次全全振振动动后后停停止止计时计时，用此，用此时间间时间间隔作隔作为单摆为单摆振振动动的周期的周期其中其中对对提高提高测测量量结结果精确度有利的是果精确度有利的是_高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理解解析析：单单摆摆实实验验的的精精确确度度取取决决于于实实验验装装置置的的理理想想化化程程度度及及相相关关物物理理量量的的测测量量精精确确度度适适当当加加大大摆摆线线长长度度，有有利

18、利于于把把摆摆球球看看成成质质点点，在在摆摆角角小小于于10的的条条件件下下，摆摆球球的的空空间间位位置置变变化化较较大大，便便于于观观察察，A对对摆摆球球体体积积越越大大，所所受受空空气气阻阻力力越越大大，对对质质量量相相同同的的摆摆球球其其影影响响越越大大，B错错摆摆角角应应小小于于10，C对对本本实实验验采采用用累累积积法法测测量量周周期期，若若仅仅测测量量一一次次全全振振动动，由由于于球球过过平平衡衡位位置置时时速速度度较较大大，难难以以准准确确记记录录，且且一一次次全全振动的时间太短，偶然误差较大，振动的时间太短，偶然误差较大，D错错答案：答案：AC高三总复习高三总复习高三总复习高三

19、总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理2某某同同学学在在“用用单单摆摆测测定定重重力力加加速速度度”的的实实验验中中，先先测测得得摆摆线线长长为为97.50 cm，摆摆球球直直径径为为2.00 cm，然然后后用用秒秒表表记记录录了了单单摆摆振振动动50次次所用的所用的时间时间如如图图8所示，所示，则则：图图8高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(1)该摆摆长为该摆摆长为_cm，秒表的示数，秒表的示数为为_(2)如果他如果他测测得的得的g值值偏小，可能的原因是偏小，可能的原因是()A测摆线长时摆线测摆线长时摆线拉得拉得过紧过紧B摆摆线线

20、上上端端未未牢牢固固地地系系于于悬悬点点，振振动动中中出出现现松松动动，使使摆摆线线长长度增加了度增加了C开始开始计时时计时时，秒表，秒表过迟过迟按下按下D实验实验中中误误将将49次全振次全振动动数数为为50次次高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理答案：答案：(1)98.599.8 s(2)B高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理3在在“用用单单摆摆测测定定重重力力加加速速度度”的的实实验验中中，测测得得单单摆摆摆摆角角小小于于5，完完成成n全全振振动动的的时时间间为为t，用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测

21、得得摆摆线线长长为为L，用用螺螺旋旋测测微器微器测测得得摆摆球直径球直径为为d.图图9高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(1)用用上上述述物物理理量量的的符符号号写写出出重重力力加加速速度度的的一一般般表表达达式式g_.(2)从上从上图图可知，可知，摆摆球直径球直径d的的读读数数为为_mm.(3)实实验验中中有有个个同同学学发发现现他他测测得得重重力力加加速速度度的的值值偏偏大大，其其原原因因可可能是能是()A悬悬点未固定点未固定紧紧，振，振动动中出中出现现松松动动，使，使摆线摆线增增长长了了B单摆单摆所用所用摆摆球球质质量太大量太大C把把n次

22、全振次全振动时间误动时间误当成当成(n1)次全振次全振动时间动时间D以以摆线长摆线长作作为摆长为摆长来来计计算算高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理4某某同同学学利利用用单单摆摆测测定定当当地地重重力力加加速速度度，发发现现单单摆摆静静止止时时摆摆球球重重心心在在球球心心的的正正下下方方，他他仍仍将将从从悬悬点点到到球球心心的的距距离离当当做做摆摆长长L，通通过过改改变变摆摆线线的的长长度度，测测得得6组组L和和对对应应的的周周期期T，画画出出LT2图图线线，然然

23、后后在在图图线线上上选选取取A、B两两个个点点，坐坐标标如如图图10所所示示他他采采用用恰恰当当的的数数据据处处理理方方法法，则则计计算算重重力力加加速速度度的的表表达达式式应应为为g_.请请你你判判断断该该同同学学得得到到的的实实验验结结果果与与摆摆球球重重心心就就在在球球心心处处的的情情况况相相比比，将将_(填填“偏偏大大”、“偏小偏小”或或“相同相同”)高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理图图10高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人

24、教版 物理物理物理物理高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理5(2009浙浙江江高高考考)(1)在在“探探究究单单摆摆周周期期与与摆摆长长的的关关系系”实实验验中中，两两位位同同学学用用游游标标卡卡尺尺测测量量小小球球的的直直径径如如图图11甲甲、乙乙所所示示，测测量量方方法法正正确的是确的是_(选选填填“甲甲”或或“乙乙”)图图11高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理(2)实实验验时时，若若摆摆球球在在垂垂直直纸纸面面的的平平面面内内摆摆动动，为为了了将将人人工工记记录录振振动动次次数数改改为为自自

25、动动记记录录振振动动次次数数，在在摆摆球球运运动动到到最最低低点点的的左左、右右两两侧侧分分别别放放置置一一激激光光光光源源与与光光敏敏电电阻阻，如如图图12甲甲所所示示光光敏敏电电阻阻与与某某一一自自动动记记录录仪仪相相连连，该该仪仪器器显显示示的的光光敏敏电电阻阻阻阻值值R随随时时间间t变变化化图图线线如如图图12乙乙所所示示，则则该该单单摆摆的的振振动动周周期期为为_若若保保持持悬悬点点到到小小球球顶顶点点的的绳绳长长不不变变，改改用用直直径径是是原原小小球球直直径径2倍倍的的另另一一小小球球进进行行实实验验，则则该该单单摆摆的的周周期期将将_(填填“变变大大”、“不不变变”或或“变变小

26、小”)，图图12乙乙中中的的t将将_(填填“变变大大”、“不不变变”或或“变变小小”)高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理甲乙甲乙图图12高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理解解析析：通通过过R随随t的的变变化化图图象象可可知知，单单摆摆半半个个周周期期的的时时间间为为(t1t0)t1t0，所所以以单单摆摆的的周周期期为为2t0.当当换换用用直直径径为为原原来来2倍倍的的小小球球做做实实验验时时，该该单单摆摆的的摆摆长长将将会会变变大大，周周期期T将将会会变变大大t表表示示小小球球通通过过光光敏敏电电阻与激光器之间的时间，当摆球直径变大时，通过的时间将变大阻与激光器之间的时间，当摆球直径变大时，通过的时间将变大答案：答案：(1)乙乙(2)2t0变大变大变大变大高三总复习高三总复习高三总复习高三总复习 人教版人教版人教版人教版 物理物理物理物理