高考物理一輪總復習 專題十二 實驗十三 探究單擺的運動 用單擺測定重力加速度課件 新人教版.ppt

實驗十三探究單擺的運動用單擺測定 重力加速度 實驗準備 圖S13 1 實驗目的1 學會用單擺測定當地的重力加速度 2 能正確熟練地使用秒表 實驗原理當擺角小于 時 單擺做簡諧運動 其運動周期為T 與擺角的大小及擺球的質量無關 由此得到g 因此 只要測出擺長l和振動周期T 就可以求出當 地的重力加速度g的值 5 實驗器材帶孔小鋼球一個 細絲線一條 長約1m 毫米刻度尺一把 帶鐵夾的鐵架臺 秒表 游標卡尺 實驗過程實驗步驟 1 讓細線的一端穿過金屬小球的小孔 然后打一個比小孔 大一些的線結 做成單擺 2 把細線的上端用鐵夾固定在 上 把鐵架臺放在實驗桌邊 使鐵夾伸到桌面以外 讓擺球自然下垂 在 處作上標記 如實驗原理圖S13 1所示 3 用 量出擺線長度l 用 測出擺球的直徑 即得出金屬小球半徑r 計算出擺長l 鐵架臺 單擺平衡 毫米刻度尺 游標卡尺 位置 l r 1 tN N 6 改變擺長 重做幾次實驗 計算出每次實驗的重力加速度值 求出它們的平均值 該平均值即為當地的重力加速度值 7 將測得的重力加速度值與當地的重力加速度值相比較 分析產生誤差的可能原因 數據處理 圖S13 2 實驗分析誤差分析 1 系統(tǒng)誤差的主要來源 懸點不固定 球 線不符合要求 振動的圓錐擺不是在同一豎直平面內的振動等 2 偶然誤差主要來自時間的測量上 因此 要從擺球通過 平衡位置時開始計時 不能多記或漏記振動次數 基礎檢測 圖S13 3 1 用游標卡尺測量小鋼球直徑 示數如圖乙所示 讀數為 mm 2 以下是實驗過程中的一些做法 其中正確的有 A 擺線要選擇細些的 伸縮性小些的 并且盡可能長一些B 擺球盡量選擇質量大些 體積小些的C 為了使擺的周期大一些 以方便測量 開始時拉開擺球 使擺線相距平衡位置有較大的角度 答案 1 18 6 2 ABE 考點1實驗原理及實驗操作 重點歸納 1 強調在同一平面內振動且擺角小于10 2 選擇在擺球擺到平衡位置處開始計時 并數準全振動的次 數 3 小球自然下垂時 用毫米刻度尺量出懸線長l 用游標卡尺測量小球的直徑 然后算出擺球的半徑r 則擺長l l r 4 選用一米左右的細線 典例剖析例1 某同學用實驗的方法探究影響單擺周期的因素 1 他組裝單擺時 在擺線上端的懸點處 用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線 再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊 如圖S13 4 所示 這樣做的目的是 填字母代號 A 保證擺動過程中擺長不變B 可使周期測量得更加準確C 需要改變擺長時便于調節(jié)D 保證擺球在同一豎直平面內擺動 圖S13 4 2 他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下 用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L 0 9990m 再用游標卡尺測量擺球直徑 結果如圖S13 5所示 則該擺球的直徑為 mm 單擺擺長為 m 圖S13 5 3 下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量的四種操作過程 圖中橫坐標原點表示計時開始 A B C均為30次全振動的圖象 已知sin5 0 087 sin15 0 26 這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是 填字母代號 C D B A 答案 1 AC 2 12 00 9930 3 A 考點2數據處理與誤差分析 重點歸納 典例剖析 例2 2015年四川成都摸底 在 用單擺測定重力加速度 的實驗中 某實驗小組在測量單擺的周期時 從單擺運動到最低點開始計時 且記數為1 到第n次經過最低點所用的時間為t 在測量單擺的擺長時 先用毫米刻度尺測得懸掛擺球后的擺線長為l 再用游標卡尺測得擺球的直徑為d 1 該單擺的擺長為 2 該單擺的周期為 3 用上述物理量的符號寫出求重力加速度的一般表達式g 4 實驗結束后 某同學發(fā)現他測得的重力加速度的值總是偏 大 其原因可能是下述原因中的 A 單擺的懸點未固定緊 擺動中出現松動 使擺線增長了B 把n次擺動的時間誤記為 n 1 次擺動的時間C 以擺線長作為擺長來計算D 以擺線長與擺球的直徑之和作為擺長來計算 考點練透 1 如果測得的g值偏小 可能的原因是 填寫代號 A 測擺長時 忘記了擺球的半徑B 擺線上端懸點未固定 振動中出現松動 使擺線長度增加了C 開始計時時 秒表過早按下D 實驗中誤將39次全振動次數記為40次 2 某同學在實驗中 測量6種不同擺長情況下單擺的振動 周期 記錄表格如下 以l為橫坐標 T2為縱坐標 作出T2 l圖線 并利用此圖 線求重力加速度g 9 86m s2 答案 1 ABC 2 如圖D56所示 圖D56