实验用单摆测定重力加速度课件

实验：用单摆测定重力加速度
度速加力重定测摆单用： 验实
课标定位 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
课标定位 学习目标： 1.明确实验目的，理解实验原理；通过实 验，探究单摆的周期与摆长及重力加速度的关系． 2．学会使用秒表，掌握实验步骤，并能正确进行实 验操作． 重点难点： 1.实验原理的理解． 2．实验数据的处理．
图11－6－2
图象法处理数据的优点和启示： (1)用图象处理数据可以消除测摆长时漏测小球半径
r(或多加 r)产生的误差，由单摆周期公式 T＝2π
l g
可得
T 2＝4π 2
gl ＝k′l(令
k′＝4gπ
2
)，作出
T2－l
图
象，这是一条过原点的直线，如图 11－6－3 所示，
k′为图象的斜率，求出 k′后，则可求出当地的重 力加速度 g＝k4′π2.
和___周__期__T_____，即可计算出当地的重力加速度
值．
三、实验器材 长约1 m的细线、稍重的带孔小铁球 1个、带有铁 夹的铁架台 1个、米尺1把、秒表1块、游标卡尺．
四、实验步骤
1．让线的一端穿过小球的小孔，
然后打一个线结，做成单摆，如
图11 －6－1所示．
2．把线的上端用铁夹固定在铁架
2．固定悬点：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，摆长改变的现象． 3．摆动方法：要使摆球在同一竖直面内摆动，不 能形成圆锥摆，方法是将摆球拉到一定位置后由 静止释放． 4．测摆长：摆长应是悬点到球心的距离，等于摆 线长加上小球半径．
课前自主学案
一、实验目的 1．利用单摆测定当地的重力加速度． 2．巩固和加深对单摆周期公式的理解．
二、实验原理
单摆在偏角很小(如小于 10°)时的摆动，可以看成
是简谐运动．其固有周期为 T＝2π 4π 2l
gl ，由此可
得 g＝_____T_2_____.据此，只要测出___摆__长__l____
地的重力加速度值．
7．将测得的重力加速ຫໍສະໝຸດ 值与当地重力加速度值相比较，分析产生误差的可能原因，若误差很大，
应重新做实验．
8．整理器材．
核心要点突破
一、数据处理 1．平均值法 每改变一次摆长，将相应的 l 和 T，代入公式 g ＝4Tπ22l中求出 g 值，并最后求出 g 的平均值．
2．图象法 由单摆周期公式不难推出 g＝4π2Tl2，因此，分别 测出一系列摆长 l 对应的周期 T，作 l－T2 的图象， 图象应是一条通过原点的直线，如图 11－6－2 所 示．求出图象的斜率 k，即可求得 g 值． g＝4π2·k，k＝Tl2＝ΔΔTl2
图11 －6－3 当漏测 r时，相当于以摆线长 l′为摆长 l.这时，T2 ＝k′l＝k′(l′＋ r)，从数学知识可得，这时的 图线斜率不变，可将原图线 a向左平移 r，就得漏 测r后的图线c，其横截距的物理意义即为半径 r. 同理，当多加 r时，图线为 b.
3．本实验中长度 (摆线长、摆球的直径 )的测量时， 读数读到毫米位即可 (即使用卡尺测摆球直径也只 需保留到毫米位 )．时间的测量中，秒表读数的有 效数字的末位在“秒”的十分位即可． 三、注意事项 1．构成单摆的条件：摆线应选择细且不易伸长的 线，摆球应选择体积小、密度大的小球，且摆角 不能超过 10°.
动周期，即 T＝Nt (N 为全振动的次数)，反复测 3 次， 再算出周期 T＝_(_T_1_＋__T_2_＋__T_3_)/_3____.
5．根据单摆振动周期公式 T＝2π 4π 2l
gl ，计算出
当地重力加速度：g＝_____T_2_______.
6．改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验测
出的重力加速度值，求出它们的平均值，即为当
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
图11－6－1
然下垂，在单摆平衡位置处做上标记．
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3．用米尺量出摆线长度 l′，精确到毫米，用游标卡 尺长测l＝出_摆__球l_′_的_＋_直_d2_径___d_，1.即得出小球半径为d2，计算出摆 4．把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度 (如小于 10°)，然后放开小球，让小球摆动，待摆动平稳后测 出单摆完成 30～50 次全振动所用的时间 t，计算出小 球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振