【课件】实验：用单摆测量重力加速度 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第一册.pptx

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1、实验：用单摆测量重力加速度新知讲解新知讲解一、实验思路一、实验思路单摆的周期公式：测量原理：新知讲解新知讲解二、实验装置二、实验装置PKPKPK有弹力有弹力无弹力无弹力新知讲解新知讲解测量原理：米尺、游标卡尺三、物理量的测量三、物理量的测量新知讲解新知讲解0510010.3mm精确度为精确度为0.1mm0.1mm新知讲解新知讲解0510014.1mm新知讲解新知讲解05100110.5mm新知讲解新知讲解01020012310.90mm精确度：0.05mm新知讲解新知讲解0102001239.40mm新知讲解新知讲解0123456789001234567891010.24mm精确度：0.02m

2、m新知讲解新知讲解0123456789001234567891017.00mm新知讲解新知讲解测量原理：秒表米尺、游标卡尺三、物理量的测量三、物理量的测量、每次测量、每次测量n n个周期个周期多次测量多次测量新知讲解新知讲解0312334356378394110431214451647184920512253242655572859012678910113451213142分7.6秒新知讲解新知讲解1分51.4秒031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314新知讲解新知讲解三、物理量的测量三

3、、物理量的测量 1让细线的一端穿过摆球的小孔，然后打一个比小孔大的线结。线的另一端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂。5变更摆长，重做几次实验，计算出每次实验得到的重力加速度值。4根据单摆的周期公式，计算出重力加速度。新知讲解新知讲解四、数据记录和处理四、数据记录和处理次数次数重力加速度重力加速度平均值平均值123新知讲解新知讲解五、误差分析五、误差分析 主要来自于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，摆球和摆长是否符合要求，最大摆角是否不超过5，是否在同一竖直平面内摆动等。（2）测长度和摆球直径时，读数也容易产生误差。秒表读数读到秒的十分位即可

4、。1.系统误差 2.偶然误差 （1）主要来自于时间测量，测量时间时要求从摆球通过平衡位置开始计时，在记次数时不能漏记或多记。同时应多次测量，再对多次测量结果求平均值。新知讲解新知讲解六、注意事项六、注意事项1.选择细线时应选择细、轻而且不易伸长，长度约1米左右的细线，小球应选密度较大、半径较小的金属球。2.单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁夹的杆上，以免造成悬点不固定，摆长变化的现象。3.测量摆长时应注意是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。注意摆线长与摆长的区别。4.要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。5.要注意控制摆球的最大摆角不超过5。6.计算单摆的振动次数时，应从小球通过最低

5、位置时开始计时，同方向再次通过最低位置时，计数为1、27.改变悬线长度多次测量，最后求出g的平均值。新知讲解新知讲解反思改进反思改进 在用单摆测量重力加速度时，若所用的摆球质量分布不均匀，不能用摆线长加球半径得到单摆的摆长。我们采用如下方法解决这个问题：由两式可求得当地的重力加速度典例探究典例探究【例题1】某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。（1）他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线,再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示。这样做的目的是_。（选填字母代号）A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量得更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一竖直平面内摆

6、动AC典例探究典例探究【例题1】某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。（2）他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L=0.9990m，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为_mm，单摆摆长为_m。12.00.9930典例探究典例探究【例题1】某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。（3）下列振动图像真实地描述了对摆长约为1m的单摆进行周期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、B、C均为30次全振动的图像，已知sin5=0.087，sin15=0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是_。(选填字母代号)A典例

7、探究典例探究【例题2】在“利用单摆测重力加速度”的实验中:（1）某同学尝试用DIS测量周期。如图，用一个磁性小球代替原先的摆球，在单摆下方放置一个磁传感器，其轴线恰好位于单摆悬挂点正下方。图中磁传感器的引出端A应接到_。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于_。若测得连续N个磁感应强度最大值之间的时间间隔为t，则单摆周期的测量值为_（地磁场和磁传感器的影响可忽略）。数据采集器数据采集器最低点（平衡位置）最低点（平衡位置）典例探究典例探究直直线典例探究典例探究【例题3】在“用单摆测定重力加速度”的实验中：（1）用二十分度的游标卡尺测量摆球直径的结果如图所示。则小球的直径为_m

8、m。（2）为了减小测量周期的误差，摆球应在经过最_（选填“高”或“低”）点的位置时开始计时，并用秒表测量单摆完成多次全振动所用的时间求出周期。（3）若用L表示摆长，单摆完成30次全振动所用时间为t，那么重力加速度的表达式为g=_。17.15低低课堂练习课堂练习1.在做“用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差，应注意的事项是（）A摆球以选密度大，体积小的小球为好。B摆长以0.25米为宜。C摆角应小于10。D摆线的悬点要固定，方不会在摆动中出现移动或晃动。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。F测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时。A、B、C、D项正确只有E、F项正确 A、C、D、E、F正确都正确 课堂练习课堂练习2.某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是（）摆球质量太大了。量摆长时从悬点量到球的最下端。摆角太大了（摆角仍小于10）。计算摆长时忘记把小球半径加进去。计算周期时，将(n1)次全振动误记为n次全振动。课堂练习课堂练习1.0432 0.8 0.50 l/mT2/s2