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卷
§2.5实验：用单摆测量重力加速度
实验思路
实验原理：
提问：需要测量哪些物理量？
如何设计实验装置？
需要哪些实验仪器？
实验步骤
(1) 让细线穿过小球上的小孔，在细线的穿出端打一个比小球上的孔径稍大一些的结，制成一个单摆。
(2) 将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外。把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂，在单摆平衡位置处做上标记。
(3) 用刻度尺量出悬挂点到小球上端的距离为悬线长 l0，用游标卡尺测出摆球的直径 d，则摆长为.
(4) 把单摆拉开一个角度，角度不大于 5°，释放摆球。摆球经过最低位置时，用停表开始计时，测出单摆全振动 50 次的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期。
(5) 改变摆长，反复测量几次。
数据的测量与仪器的选取
1、摆线与摆球的选择：
选择摆线时要选用细、轻又不易伸长的线，长度相对大些，一般在1m左右；
摆球要选择密度较大、直径较小（最好不超过2cm）的金属球
2、摆线的悬挂
数据的测量与仪器的选取
3、周期的测量：
由于单摆周期较小，测量时要测量 n 个周期的时间后取平均值来计算周期，要防止少计或多计振动次数，要从摆球通过平衡位置处开始计时。
数据的测量与仪器的选取
数据的测量与仪器的选取
数据的测量与仪器的选取
还有什么测量周期的方式？
数据的测量与仪器的选取
数据的测量与仪器的选取
实验数据处理
1、改变单摆的摆长，多次测量取平均值；
2、作 T2 – l 图象或 l –T2 图象，由图象斜率求重力加速度；
实验注意事项
1、小球摆动时要控制摆线偏离竖直方向的摆角小于5°；
2、注意控制小球摆动的轨迹始终处于同一个平面内，防止形成圆锥摆；
1、某同学在“用单摆测重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
(1) 用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示，摆球直径为________cm，把摆球用细线悬挂在铁架台上，测量摆线长 l0，通过计算得到摆长 L.
(2) 用停表测量单摆的周期. 当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为 n＝0，单摆每经过最低点记一次数，当数到 n＝60 时停表的示数如图乙所示，该单摆的周期 T＝________s(结果保留三位有效数字).
1、某同学在“用单摆测重力加速度”的实验中进行了如下的操作：
(3) 测量出多组周期 T、摆长 L 数值后，画出 T2－L 图象如图丙，造成图线不过坐标原点的原因可能是________.
A. 摆球的振幅过小 B. 将 l0 计为摆长L
C. 将(l0＋d)计为摆长L D. 摆球质量过大
(4) 该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度. 他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期 T1，然后把摆线缩短适当的长度 ΔL，再测出其振动周期T2. 用该同学测出的物理量表示重力加速度为 g＝________.
2、在探究单摆运动的实验中：
(1)图 (a) 是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图 (b) 是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的 F－t 图象，根据图 (b) 的信息可得，从 t＝0 时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为________s，摆长为________m(取 π2＝10，重力加速度大小g＝10 m/s2).
2、在探究单摆运动的实验中：
(1)图 (a) 是用力传感器对单摆振动过程进行测量的装置图，图 (b) 是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的 F－t 图象，根据图 (b) 的信息可得，从 t＝0 时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为________s，摆长为________m(取 π2＝10，重力加速度大小g＝10 m/s2).
(2)单摆振动的回复力是________.
A. 摆球所受的重力 B. 摆球重力在垂直摆线方向上的分力
C. 摆线对摆球的拉力 D. 摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力
(3)某同学的操作步骤如下，其中正确的是________.
A. 取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上
B. 用米尺量得细线长度l，测得摆长为l
C. 在摆线偏离竖直方向5°位置静止释放小球
D. 让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度

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