实验用单摆测量重力加速度ppt课件.pptx

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1、在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2.5、学生实验：、学生实验：用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么得得 只要测出单摆的只要测出单摆的摆长摆长L L和和振动周期振动周期T T，就可以求出当地，就可以求出当地的重力加速度的重力加速度g g的值，的值，一、实验原理一、实验原理单摆做简谐运动时，其周期为：单摆做简谐运动时，其周期为：在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点

2、算不了什么PKPKPK有有弹性弹性无弹性无弹性知识海洋学科网原创二、实验器材二、实验器材在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么三、实验器材三、实验器材1 1、单摆组：带孔的钢球，细线、单摆组：带孔的钢球，细线2 2、毫米刻度尺、毫米刻度尺3 3、游标卡尺、游标卡尺4 4、秒表（停表）、秒表（停表）051001031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也

3、许你认为浪费这一点点算不了什么三、实验步骤三、实验步骤1 1、做单摆：取约、做单摆：取约1 1米长的线绳栓位小钢球，然后米长的线绳栓位小钢球，然后固定固定在桌边的铁架台上。在桌边的铁架台上。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么算出半径算出半径r r，也准确到毫米，也准确到毫米2 2、测摆长：、测摆长：(1)(1)用米尺量出悬线长用米尺量出悬线长L L，准确到毫米，准确到毫米(2)(2)用游标卡尺测摆球直径用游标卡尺测摆球直径摆长为摆长为L+rL+rL L051001三、实验步骤三、实验步骤在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的

4、现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么游标卡尺读数：主尺读数游标卡尺读数：主尺读数+游标尺对齐格数游标尺对齐格数精确度精确度练习练习在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么游标卡尺读数：主尺读数游标卡尺读数：主尺读数+游标尺对齐格数游标尺对齐格数精确度精确度练习练习在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么游标卡尺读数：主尺读数游标卡尺读数：主尺读数+游标尺对齐格数游标尺对齐格数精确度精确度练习练习在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。

5、也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么用秒表测量单摆的周期。用秒表测量单摆的周期。3 3、测周期：、测周期：把单摆从平衡位置拉开一个角度（把单摆从平衡位置拉开一个角度（5 5o o）放开它）放开它031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314三、实验步骤三、实验步骤在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么127.6秒秒秒表的读数秒表的读数03123343563783941104312144516471849

6、2051225324265557285901267891011345121314在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314111.4秒秒秒表的读数秒表的读数在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么57.0s在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 75.2s在

7、日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么99.8s在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 用秒表测量单摆完成用秒表测量单摆完成3030次全振动（或次全振动（或5050次）次）所用的时间所用的时间t t，求出完成一次全振动所需要的时，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。间，这个平均时间就是单摆的周期。3 3、测周期：、测周期：把单摆从平衡位置拉开一个角度（把单摆从平衡位置拉开一个角度（5 5o o）放开它）放开它T=t/nT=t/n 为了测量周期

8、，摆球到达哪个位置的时刻为了测量周期，摆球到达哪个位置的时刻作为计时开始与停止的时刻比较好？作为计时开始与停止的时刻比较好？应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻三、实验步骤三、实验步骤在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4 4、求重力加速度：把测得的周期和摆长的数、求重力加速度：把测得的周期和摆长的数值代入公式，求出重力加速度值代入公式，求出重力加速度g g的值来。的值来。改变摆长，重做几次实验改变摆长，重做几次实验.计算出每次实验计算出每次实验的重力加速度的重力加速度.最后求出几次实验得到

9、的重力加最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度.5 5、多次测量求平均值：、多次测量求平均值：三、实验步骤三、实验步骤在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 思考：思考：如果要求用图象法来测定重力如果要求用图象法来测定重力加速度，哪么应该如何建立坐标系？加速度，哪么应该如何建立坐标系？1.0432 0.8 0.50T2/s2 L/mT2/s2 图像斜率图像斜率k=g/4k=g/42重力加速度重力加速度g=kg=k4 42在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现

10、象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1 1、选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，、选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般在长度一般在1m1m左右，小球应选用密度较大的左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过金属球，直径应较小，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，、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，摆长改变的现象；或悬点不固定，摆长改变的现象；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

11、5 5，以保证单摆做简谐运动；以保证单摆做简谐运动；四、注意事项四、注意事项在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4 4、摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平、摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆；面内，不要形成圆锥摆；5 5、测量从球通过平衡位置时开始计时，因为、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，易于分辨小球过此在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。位置的时刻。6 6、为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求、为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求平均值平均值 。四、注意事项四

12、、注意事项在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么五、误差分析在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么六、反思改进在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么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，应注中为了减小误差，应注意的事项是意的事项是()()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

13、为宜;C C摆角应小于摆角应小于5 5;D D摆线的悬点要固定，才不会在摆动中出现移动或晃动摆线的悬点要固定，才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 课课 堂堂 练练 习习在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2 2、

14、某同学测定的、某同学测定的g g的数值比当地公认值大，造成的原因的数值比当地公认值大，造成的原因可能是可能是()()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.课课 堂堂 练练 习习在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3 3、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆

15、长、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长L L，测出相应，测出相应的周期的周期，从而得出一组对应的，从而得出一组对应的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纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度加速度g g=。1.0432 0.8 0.50 l/mT2/s2 9.86m/s2课课 堂堂 练练 习习T2 /s241在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么B、C课课 堂堂 练练 习习4 4关于摆的等时性及摆钟的发明，下列叙述符合历史事关

16、于摆的等时性及摆钟的发明，下列叙述符合历史事实的是（实的是（）A A单摆的等时性是由惠更斯首先发现的单摆的等时性是由惠更斯首先发现的B B单摆的等时性是由伽利略首先发现的单摆的等时性是由伽利略首先发现的C C惠更斯首先将单摆的等时性用于计时，发明了摆钟惠更斯首先将单摆的等时性用于计时，发明了摆钟D D伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么5 5单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（理想化

17、条件是（）A A摆线质量不计摆线质量不计B B摆线长度不伸缩摆线长度不伸缩C C摆球的直径比摆线长度短得多摆球的直径比摆线长度短得多D D只要是单摆的运动就是一种简谐运动只要是单摆的运动就是一种简谐运动A、B、C在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么6 6周期为周期为2 s2 s的摆叫秒摆，若要将秒摆的周期变为的摆叫秒摆，若要将秒摆的周期变为1 s1 s，下列措施可行的是（，下列措施可行的是（）A A将摆球的质量减半将摆球的质量减半 B B将振幅减半将振幅减半C C将摆长减半将摆长减半 D D将摆长减为原来的将摆长减为原来的1/

18、41/4D在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么7 7做简谐运动的单摆，当所受回复力逐渐减小时，随之做简谐运动的单摆，当所受回复力逐渐减小时，随之变小的物理量是（变小的物理量是（）A A摆线上的张力摆线上的张力 B B摆球所受的合力摆球所受的合力C C摆球的重力势能摆球的重力势能 D D摆球的动能摆球的动能【解析】【解析】选选C.C.回复力逐渐减小时，摆球的重力沿切线方回复力逐渐减小时，摆球的重力沿切线方向的分力减小，速度增大，动能增大，重力势能减小，向的分力减小，速度增大，动能增大，重力势能减小，向心力增大，张力增大向心力增大

19、，张力增大.C在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么8 8、有一单摆，其摆长、有一单摆，其摆长l=1.02 m,l=1.02 m,摆球的质量摆球的质量m=0.10 kgm=0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆振动已知单摆做简谐运动，单摆振动3030次用的时间次用的时间t=60.8 st=60.8 s，试求：，试求：(1)(1)当地的重力加速度是多大？当地的重力加速度是多大？(2)(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许

20、你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么(1)(1)当单摆做简谐运动时，其周期公式当单摆做简谐运动时，其周期公式 由此可得由此可得 只要求出只要求出T T值代入即可值代入即可.因为因为所以所以(1)(1)当地的重力加速度是多大？当地的重力加速度是多大？在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么(2)(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？变多少？(2)(2)秒摆的周期是秒摆的周期是2 s2 s，设其摆长为，设其摆长为l l0 0，由于在同一地点重力加速，由于在同一

21、地点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有：度是不变的，根据单摆的振动规律有：故有：故有：其摆长要缩短：其摆长要缩短：l=l-ll=l-l0 0=1.02 m-0.993 m=0.027 m.=1.02 m-0.993 m=0.027 m.在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么单摆的能量单摆的能量 单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化，单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即但机械能的总量保持不变，即机械能守恒机械能守恒。小球摆动到最高点时的重力势能最大，动能最小；平小球摆动到最高点

22、时的重力势能最大，动能最小；平衡位置时的动能最大，重力势能最小。衡位置时的动能最大，重力势能最小。若取最低点为零势能点，小球摆动的机械能等于最高若取最低点为零势能点，小球摆动的机械能等于最高点时的重力势能，也等于平衡位置时的动能最大。点时的重力势能，也等于平衡位置时的动能最大。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么如何理解单摆的周期公式秒摆秒摆:周期为周期为2s2s的单摆为秒摆。的单摆为秒摆。试计算出秒摆的摆长？（试计算出秒摆的摆长？（g=9.8m/sg=9.8m/s2 2)答案：答案：0.9939m 约为约为1m在日常生活中，

23、随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么如何理解单摆的周期公式重力加速度重力加速度g:g:由单摆所在的空间位置决定。由单摆所在的空间位置决定。纬度越低，高度越高，纬度越低，高度越高，g g值就越小。值就越小。不同星球上不同星球上g g值也不同。值也不同。在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么如何理解单摆的周期公式重力加速度重力加速度g g还由单摆系统的运动状态决定。还由单摆系统的运动状态决定。系统处于超重状态时，系统处于超重状态时，重力加速度的等效值重力加速度的等效值g=g+ag

24、=g+a系统处于失重状态时，系统处于失重状态时，重力加速度的等效值重力加速度的等效值g=g-ag=g-a系统处于完全失重时（如在轨道卫星内）系统处于完全失重时（如在轨道卫星内）g=0g=0，摆球不摆动，摆球不摆动在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么课课 堂堂 练练 习习在一加速系统中有一摆长为在一加速系统中有一摆长为L L的单摆。的单摆。（1 1）当加速系统以加速度）当加速系统以加速度a a竖直向上做匀加速运动时，竖直向上做匀加速运动时，单摆的周期多大？若竖直向下加速呢？单摆的周期多大？若竖直向下加速呢？（2 2）当加速系统在

25、水平方向以加速度）当加速系统在水平方向以加速度a a做加速直线运动做加速直线运动时，单摆的周期多大？时，单摆的周期多大？在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么如何理解单摆的周期公式摆长摆长L:L:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离摆球重心到摆动圆弧圆心的距离不一定是摆线的长不一定是摆线的长在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么如何理解单摆的周期公式 如如图图，摆摆球球

26、可可视视为为质质点点，各各段段绳绳长长均均为为L L，甲甲、乙乙摆摆球球做做垂垂直直纸纸面面的的小小角角度度摆摆动动，丙丙图图中中球球在在纸纸面面内内做做小小角角度度的的摆摆动动，OO为为垂垂直直纸纸面面的的钉钉子子，而且而且OO=L/3OO=L/3，求各摆的周期。，求各摆的周期。LLLLLOOL/3L甲甲乙乙丙丙在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么如何理解单摆的周期公式 如如图图为为半半径径很很大大的的光光滑滑凹凹形形槽槽，将将有有一一小小球球从从A A点由静止释放。小球将做什么运动？点由静止释放。小球将做什么运动？LO求运动的周期？求运动的周期？A A