2.5实验：用单摆测量重力加速度—【新教材】人教版(2019)高中物理选择性必修第一册课件

● (1)现有如下测量工具：A.时钟；B.停表；C.天平；D.毫米刻度尺．本实验所需的测量工具有________． ● (2)如果实验中所得到的T2－L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的________． ● (3)由图象可知，小筒的深度h＝________m；当地重力加速度g＝________m/s2.
●不 再 是 简 谐 运 动 ， 公 式
就不再适用．
● 5．计算单摆的振动次数时，应从小球通过最低位置(平衡位置)时开始计时，同方向再次通过最低位置时累加 计数
T＝2π
l g
重点突破
● [例1](1)测量单摆的振动周期，测量时间应从摆球经过________(选填“平衡位置”或“最高点”)时开始计时；某次 测定了50次全振动的时间如图中停表所示，那么停表读数是________s；该单摆的周期是T＝________s(结果 保留三位有效数字)．
● 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。
பைடு நூலகம்
● 3．摆长要悬挂好摆球后再测，不要先测摆长再系小球，因为悬挂摆球后细绳会发生形变。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。摆角要小于5°(中学阶段实验时不要超过15°)，不要过大， 因为摆角过大，单摆的振动
● (2)当小球摆到什么位置时开始计时？
● (3)从小球经过平衡位置开始计时，记录小球又有N次经过平衡位置，小球经历了几次全振动？
● 三、数据处理
● 1．平均值法：改变摆长，重做几次实验．计算出每次实验的重力加速度，最后求出几次实验得到的重力加速度的平均 值。
● 2．图象法：分别以l和T2为纵坐标和横坐标，作出
第二章 第5节 实验：用单摆测量重力加速度
问题导入
● 当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得
。想一想，要根据上式测量重力
加速度，需要测量哪些物理量？应该如何设计实验装置、选择实验器材？怎样才能减小实验误差？
g＝4Tπ22l
知识梳理
● 一、实验装置 ● 1．做单摆：让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结。把线的上端用铁夹固定在铁架台上并把铁架台
● (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.则可用该同学测出的物理量来表达重力加速 度为g＝________.
答案：(3)C
4π2ΔL (4)T21－T22
● [变式训练1]将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示， 将悬线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 测量出筒的下端口到摆球球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L为横轴作出函数关系 图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度g.
●
的 图 象 ， 它 应 该 是 过 原 点 的 一 条 直 线 ， 根 据 这 条 直 线 可 以 求 出 斜 率 k ， 则 重 力 加 速 度 值 g ＝ 4 π 2k 。
● 四、注意事项
● 1．摆线应选择细、轻而且不易伸长的，长度为1 m左右的，不要过长或过短，太长测量不方便，太短摆动太快，不易 计数。小球应选体积小、密度大的金属球，这样可以减小空气阻力的影响．
答案： (1)平衡位置 67.4 1.35
● (2)测量出多组周期T、摆长L数值后，画出T2－L图象如图所示，此图线斜率的物理意义是( )
答案： C
● (3)在描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，则由图线斜率得到的重力加速度将会 ()
● A．偏大
B．偏小
● C．不变
D．都有可能
答案： (1)BD (2)a (3)0.3 9.86
谢谢观看！
摆长l＝( l1＋l2)/2
● 2．测周期：
● 用停表测量单摆的周期。将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足偏角小于5°，然后释放摆球，当单摆摆动稳 定后，用秒表测量单摆完成30次(或50次)全振动的时间t。计算出平均摆动一次的时间T＝t/n，即为单摆的振 动周期。
● 问题：
● (1)能否直接测量单摆做一次全振动的时间，并将此作为单摆的周期？
放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上标记。 ● 问题： ● (1)如何选择摆线和摆长？为什么？ ● (2)下面有两种不同的悬挂方式，应该选哪种？为什么？
● 二、物理量的测量 ● 1．测摆长： ● (1)方法一：用刻度尺直接侧量小球球心与悬挂点之间的距离作为摆长l。 ● (2)方法二：用游标卡尺测量小球的直径d，用刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离l′，则摆长l＝l′＋d/2。 ● (3)方法三：用刻度尺先测量悬挂点与小球上端之间的距离l1，再测量悬挂点与小球下端之间的距离l2，则可得