资源简介

(共13张PPT)
实验　 用单摆测定重力加速度
问题：
1．在制作单摆时，对摆线长度和摆球有什么要求？
2．怎样才能使单摆做简谐运动？
3．怎样才能准确地测出摆长？
4．怎样才能较准确地测定单摆的周期？
5．实验需要哪些器材？
6．由测得的 T、l ，如何处理数据算出重力加速度 g？
7．由T2 - l 图像斜率为k，重力加速度g的表达式为？
记忆口诀
轻绳重球铁架台，竖直平面小角摆；
先做单摆后测长，线长半径两不忘；
低点数数把时计，三五十次算周期；
秒表计数不估读，改变摆长多组数；
计算平均误差小，做图方法很美妙。
某同学用单摆测量重力加速度，以下操作测得的重力加速度值偏大、偏小还是不变
A．摆球质量太大了
B．以摆线长作为摆长来计算
C．以摆线长与摆球的直径之和作为摆长来计算
D．在未悬挂好摆球之前先测好摆长
E．摆线上端未牢固系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加
F．摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动
G．开始计时时，停表晚按下
H．把n次摆动的时间误记为（n+1）次摆动的时间
I．把n次摆动的时间误记为（n-1）次摆动的时间
1. 北京和广州的两位同学，分别探究单摆的周期 T 与摆长 l 的关系，通过网络交流绘制了T2 - l图 像，如图（a）所示。
（1）北京的同学所测实验结果可能对应的图像是 A 和 B 中的哪一个？请说明理由。
（2）广州的同学还绘制了不同摆长的单摆的振动图像，如图（b）所示。由图可知两单摆摆长之比 la/ lb 为多少？
2. 某同学用单摆测重力加速度。实验时改变摆长，测出几组摆长 l 和对应的周期 T 的数据， 作出 l-T2 图像，如图所示。
（1）利用 A、B 两点的坐标可求得重力加速度 g，请写出重力加速度的表达式。
（2）本实验用 l-T2图像计算重力加速度， 是否可以消除因摆球质量分布不均匀而造成的测量误差？请说明道理。
3.某同学探究单摆周期与摆长关系，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为89.40 cm，用游标卡尺测得摆球直径如图甲所示，读数为_____．则该单摆的摆长为_____ cm.用停表记录单摆做30次全振动所用的时间如图乙所示，则停表读数为_____s，如果测得的g值偏大，可能的原因是_____.
A．计算摆长时用的是摆球的直径
B．开始计时时，停表晚按下
C．摆线上端未牢固系于悬点，
振动中出现松动，使摆线长度增加
D．实验中误将30次全振动记为31次
2.050cm
90.425
57.0
ABD
用游标卡尺测量小钢球直径，求数如图2所示，读数为_______mm。
17.6
4.将一单摆竖直悬挂于一深度未知且开口向下的小筒中，单摆的下部露于筒外，如图（a）所示。将摆球拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁。如果本实验的长度测量工具只能测量筒的下端口到摆球球心的距离 l，并通过改变 l 测出对应的摆动周期 T，作出 T2 -l 图像， 那么可通过此图像得出小筒的深度 x 和当地的重力 加速度 g。
（1）某次测定了50次全振动的时间如图中秒表所示，那么秒表读数是______ s．单摆的摆动周期是________ s. 。
（2）实验中所得到的 T2 - l 图像应是如图（b）所示 a、b、c 中的 _______。
（3）由图像可知，小筒的深度 x =_____ m，当地的重力加速度 g = _______ m/s2 。
a
99.7
1.994
9.86
0.3
5.【2015北京】用单摆测定重力加速度的实验如图所示。
①组装单摆时，应在下列器材中选用 .
A.长度为 1m 左右的细线 B.长度为 30cm 左右的细线
C.直径为 1.8cm 的塑料球 D.直径为 1.8cm 的铁球
②测出悬点 O 到小球球心的距离（摆长）L 及单摆完成 n 次全振动所用的时间 t。则重力加速度 g= （用 L，n，t 表示）
③下表是某同学记录的 3 组实验数据，并做了部分计算处理。
请计算出第 3 组实验中的 T= s， g= m/s2
组次 1 2 3
摆长 L/cm 80.00 90.00 100.00
50 次全振动时间t/s 90.0 95.5 100.5
振动周期 T/s 1.80 1.91
重力加速度 g/（m·s-2） 9.74 9.73
AD
2.01 9.76
④用多组实验数据做出 T2-L图像，也可以求出重力加速度 g，已知三位同学做出的 T2-L 图线的示意图如图 中的 a，b，c 所示，其中 a 和 b 平行，b 和 c 都过原点，图线 b 对应的 g 值最接近当地重力加速度的值。则相对于图线 b，下列分析正确的是 ( )
A.出现图线 a 的原因可能是误将悬点到小球下端的距离记为摆长 L
B.出现图线 c 的原因可能是误将 49 次全振动记为 50 次
C.图线 c 对应的 g 值小于图线 b 对应的 g 值
B
⑤某同学在家里测重力加速度。他找到细线和铁锁，制成一个单摆，如图所示，由于家里只有一根量程为 30cm 的刻度尺，于是他在细线上的 A 点做了一个标 记，使得选点 O 到 A 点间的细线长度小于刻度尺量程。保持该标记以下的细线长度不变，通过改变 O、A 间细线长度以改变摆长。实验中，当 O、A 间细线的长度分别为 l1、l2时，测得相应单摆的周期为 T1、T2，由此可得重力加速度 g= （用 l1、l2、T1、T2表示）
设A到铁锁重心的距离为，当O、A间细线的长度为时，实际摆长变为，
有
当O、A间细线的长度为时实际摆长变为，
有
联立解得
6.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）。
（2）多次改变摆长使单摆做小角度摆动，测量摆长L及相应的周期T。此后，分别取L和T的对数，所得到的lgT-lgL图线为________（填：“直线”、“对数曲线”或“指数曲线”)；读得图线与纵轴交点的纵坐标为c，由此得到该地重力加速度g=________。
A
数据采集器
最低点（或平衡位置）
直线

展开更多......

收起↑