2018高考物理一轮总复习第十二章振动和选修3_4实验13探究单摆的运动用单摆测定重力加速度课件(稍微压字)
高考物理一轮 第十二章 第3讲 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度课件 新人教版选修34
考点二 数据处理
2.某同学用单摆测重力加速度的实验数据如下：
摆长l/m
0.500 0.600 0.800 1.100
周期T/s
1.43 1.55 1.79 2.09
请你用画“T2－l”图线的方法求出当地的重力加速 度，并写出处理过程和画出“T2－l”图线．
解析 根据单摆的周期公式T＝2π
疑难点一 测周期时，为什么要从摆球过平衡位置时开始计 时，且要测多次全振动的时间来计算周期？
名师在线 摆球经过平衡位置时速度大、计时误差小，而最 高点速度小，计时误差大，所以选择在过平衡位置时开始计 时．停表的启动和停止都存在误差，若直接测量一次全振动的时 间，将带来很大的误差，所以测量多次全振动的时间t，周期T＝ nt ，以减小由于启动和停止停表带来的误差．
4．把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过
5°)，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动周期，即T＝
t n
(n为
全振动的次数)，反复测3次，再算出周期T＝T1＋T32＋T3.
5．根据单摆振动周期公式T＝2π
考点自测
考点一 实验操作 1.在用单摆测重力加速度的实验中，以下的做法中正确的
是( ) A．测量摆长的方法：用刻度尺量出从悬点到摆球间的细
线的长 B．测量周期时，从小球到达最大位移位置开始计时，摆
球完成50次全振动时，及时停止计时，然后求出完成一次全振 动的时间
C．要保证单摆自始至终在同一竖直平面内摆动 D．单摆振动时，应注意使它的偏角开始时不能小于5°
二、实验原理
单摆在摆角很小(小于5°)时，其摆动可得g＝
2022年高考物理一轮复习(津鲁琼辽鄂)适用) 第13章 实验十二 用单摆测量重力加速度的大小
4π2
图7
为k，则重力加速度g＝____k_2 ___(用k表示).
解析 根据单摆周期公式 T＝2π gl ＝2πg l，所以应该作出 T－ l图像，
故横坐标所代表的物理量是
l，斜率
k＝
2π ，解得 g
g＝4kπ22.
(8)乙同学测得的重力加速度数值大于当地的重力加速度的实际值，造成 这一情况的原因可能是_C__D__.(填选项前的字母) A.开始摆动时振幅较小 B.开始计时时，过早按下停表 C.测量周期时，误将摆球(n－1)次全振动的时间记为n次全振动的时间 D.测量摆长时，以悬点到小球下端边缘的距离为摆长
示，则停表读数为__5_7_._0_ s.如果测得的g值偏小，可能的原因是__C__(填选项前
的序号).
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
图8
D.实验中误将30次全振动记为31次
解析 游标卡尺的主尺的刻度为20 mm； 20分度的游标尺精确度为0.05 mm，游标 尺的第10刻度与上面对齐，所以游标尺的 读数为0.05 mm×10＝0.50 mm，游标卡尺 的总读数为20.50 mm＝2.050 cm. 单摆的摆长为摆线的长度与摆球的半径的和，L＝l＋d2＝(89.40＋2.0250) cm ＝90.425 cm. 停表的分钟指针不到一分钟，超过半分钟，所以停表的读数为57.0 s.
图6 解析 摆球的直径为d＝12.0 mm.
(6)将单摆正确悬挂后进行如下操作，其中正确的是__B__C__.(填选项前的 字母) A.测出摆线长作为单摆的摆长 B.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度释放，使之做简谐运动 C.在摆球经过平衡位置时开始计时 D.用停表测量摆球完成一次全振动所用时间并作为单摆的周期
高三物理总复习 实验12 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 鲁科版
3．测周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于 10°)，然后释放 小球，记下单摆摆动 30 次～50 次的总时间，算出平 均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期．反复测 量三次，再算出测得周期数值的平均值． 4．改变摆长，重做几次实验． 5．结果处理 法一：将测得的几次的周期 T 和摆长 l 代入公式 g＝ 4Tπ22l中算出重力加速度 g 的值，再算出 g 的平均值， 即为当地的重力加速度的值．
精选课件
(2)用 OM 作为摆长，则忽略了大理石块的大小，没有
考虑从结点 M 到石块重心的距离，故摆长 L 偏小．根
据 T＝2π
L， g
g＝4πT22L.故测量值
比真实值偏小．可
以 用改 变摆 长的 方法 ．如 T＝ 2π
L g
，
T′＝
2π
L＋Δl，测出 g
Δl.
则 g＝T′4π22－ΔlT2.
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实验十二 探究单摆的运动、 用单摆测定重力加速度
精选课件
知识要点归纳
实验目的 用单摆测定重力加速度．
精选课件
实验原理
单摆做简谐运动时，其周期为 T＝2π
l ，故有 g
g＝4Tπ22l，因此测出单摆的摆长 l 和振动周期 T，
就可以求出当地的重力加速度 g 的值．
精选课件
实验器材 长约1 m的细线、带有小孔的稍卡尺．
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D．从摆球摆到最高点时开始计时，测得 30 次全振动 的总时间 t，由 T＝t/30 得到周期 E．改变 OM 间尼龙线的长度，再做几次实验，记下 相应的 L 和 T F．求出多次实验中测得的 L 和 T 的平均值作计算时 使用的数据，带入公式 g＝(2Tπ)2L 求出重力加速度 g. (1)你认为该同学在以上实验步骤中有重大错误的是 哪些步骤？为什么？
2018届高考物理一轮复习 (知识梳理对应训练) 实验14 探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度 (共22张)
知识梳理
-5-
2.图象法
由单摆的周期公式 T=2π 斜率 k=
������l
l g
可得 l=
g 4������
2 T ,因此以摆长 l 为纵轴、 2
以 T2 为横轴作出的 l-T2 图象是一条过原点的直线,如图所示,求出
������T
2 , 即可求出 g 值 ,g=4 π k。 2
知识梳理
-6-
多维课堂 考点一 考点二 考点三
-14-
解析： (1)本实验中,应将摆球和摆线组成单摆之后再测量其摆 长,摆长应为悬点到摆球球心的距离,故A、B错误;测量单摆的周期 时,应为相邻两次通过最低点并且通过最低点的速度方向相同,即 单摆做一次全振动,这段时间才为一个周期,为了减小误差,须测量 单摆的多个周期,然后再取平均值求出一个周期,故D错误;单摆在 摆角小于5°时可认为做简谐运动,故C正确。 (2)通过描点、连线可得到单摆的T2-l图象,见答案图,近似为一条 直线。 (3)通过作出的图象说明单摆周期的二次方和摆长成正比。
对应训练
-20-
1 2
(3)某同学在处理数据的步骤中,以 l 为纵坐标,以周期T为横坐标, 作出如图乙所示的图象,已知该图线的斜率为k=0.500,则重力加速 度为 m/s2。(结果保留三位有效数字,π=3.14)
关闭
(1)本实验应选择细、轻又不易伸长的线,长度一般在 1 m 左右 ,小球 应选用直径较小、密度较大的金属球,故选 A。 (2)游标卡尺的读数 为 8 mm+18×0.05 mm=8.90 mm= 0.890 cm。 (3)由单摆的周期公式知 T=2π ,所以 ������ = T,可见 k= ,将 k=0.500 代入知 g=9.86 m/s2。 关闭 ������ 2π 2π (1)A (2)0.890 (3)9.86
探究单摆的振动周期-粤教版选修3-4教案
探究单摆的振动周期-粤教版选修3-4教案一、教学目标1.了解单摆的概念及其振动特性2.掌握计算单摆的振动周期的方法3.练习科学实验的设计与数据处理能力二、教学内容1. 单摆的概念单摆是一种简单的振动系统，由一条不可伸长的轻绳和它的一端连接的重物组成。
单摆可以进行简谐振动，并且其振动周期与摆长有关。
2. 单摆的振动特性单摆进行简谐振动时，振动周期由以下公式给出：$T=2\\pi \\sqrt{ \\frac{l}{g}}$其中，T为振动周期，l为摆长，g为重力加速度。
3. 科学实验设计学生可以通过以下步骤来设计单摆的振动周期实验：1.准备实验材料，包括摆线（相同长度），保证重力加速度相同的场地，计时器和大量螺丝，以及计量好摆线长度的支架（可以是一个尺）。
2.构建单摆，将摆线固定在支架上，并在另一端附上重物。
3.将单摆拉到一旁，然后释放它开始振动。
4.开始计时，并记录单摆振动周期。
5.重复第3步和第4步，并记录更多的振动周期数据。
4. 数据处理收集实验数据后，学生可以用平均值法计算单摆的振动周期。
例如，如果学生记录了5个振动周期值，分别为2.35秒、2.40秒、2.38秒、2.36秒和2.39秒，则单摆的平均振动周期为：$T_{ave}= \\frac{2.35+2.40+2.38+2.36+2.39}{5}=2.386$秒三、教学过程1. 知识点讲解老师可以上课前让学生预习单摆相关内容，然后在课堂上进行讲解。
讲解内容可以包括单摆的概念、振动特性、振动周期计算方法等。
2. 实验操作老师可以在课堂上进行单摆实验过程的演示，让学生观察实验过程并掌握实验操作技巧。
3. 实验数据处理学生上课或课下可以采集实验数据，然后老师进行实验数据处理方法的讲解和演示，并引导学生进行实验数据处理练习。
4. 实验报告撰写学生可以根据采集的实验数据撰写实验报告，报告中可以包括实验目的、实验过程、实验数据处理结果和结论。
四、教学评价1.定期进行课堂小测验，检验学生掌握情况。
第十二章选修3-4 实验十三 探究单摆的运动用单摆测定加速度
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实验十三
探究单摆的运动用单摆测定加速度
结束
n－12π22l＋d 线长作为摆长来计算，由 g＝ 可知测得的重力加 2t2 速度的值总是偏小，选项 C 错误；以摆线长与摆球的直径之和 n－12π22l＋d 作为摆长来计算，由 g＝ 可知测得的重力加速度 2t2 的值总是偏大，选项 D 正确。 2t 答案：(1)l＋d/2 (2) n－ 1 n－12π22l＋d (3) 2t2
物理
(4)BD
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实验十三
探究单摆的运动用单摆测定加速度
结束
5．解析：(1)刻度尺的零点对准摆线的悬点，故单摆的摆长 2.00 l＝(88.50－ )cm＝87.50 cm＝0.875 0 m。 2 秒表的读数 t＝(60＋15.2) s＝75.2 s。 t 单摆的周期 T＝n＝1.88 s。 4π2l (2)由公式 g＝ 2 可知，g 偏小的原因可能是测量摆长 l 时， T 测量值比真实值偏小或测量周期偏大， 故选项 A、 B、 C 正确。
作出图像如图所示，由直线上的点(0.4,1.59)和(1.0,4.00)可求出
2 2 4.00－1.59 4 × 3.14 4π k＝ ＝4，g＝ k ＝ m/s2＝9.86 m/s2。 4 1.0－0.4
答案：(1)0.875 0 (2)ABC
物理
75.2
1.88 9.86 m/s2
(3)图见解析
物理
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实验十三
探究单摆的运动用单摆测定加速度
结束
典例 2：(1)C
(2)如图所示
(3)成正比
(4)9.86
物理
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第十二章 机械能振动和机械波12-1(新课标复习资料)
第十二章
机械振动和机械波
金版教程
基 础 知 识 梳 理
高三物理
一、简谐运动的重要特征 1．受力特征：简谐运动的回复力满足F＝－kx，位 移x与回复力的方向相反．由牛顿第二定律知，加速度a 与位移大小成正比，方向相反．
随 堂 针 对 训 练
考 技 案 例 导 析
2．运动特征：当物体靠近平衡位置时，a、F、x都 减小，v增大；当物体远离平衡位置时，a、F、x都增 大，v减小．
考 技 案 例 导 析
仅受回复力 由系统本身性
周期性驱动力 周期性驱动力作 作用 由驱动力的周 期或频率决 定，即T＝T驱 或f＝f驱 T驱＝T固或f驱＝f固 用
限 时 规 范 特 训
易 错 易 混 分 析
振动周期 质决定，即固 或频率 有周期或固有 频率
选修3-4
第十二章
机械振动和机械波
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考 技 案 例 导 析
特点
(1)忽略摩擦力，弹簧 对小球的弹力提供回 复力 (2)弹簧的质量可忽略
随 堂 针 对 训 练
易 错 易 混 分 析
公式
回复力F＝－kx
限 时 规 范 特 训
选修3-4
第十二章
机械振动和机械波
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高三物理
2.简谐运动的表达式 (1)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复 力与位移的方向相反． (2)运动学表达式：x＝Asin(ωt＋φ)，其中A代表振 幅，ω＝2πf表示简谐运动的快慢，(ωt＋φ)代表简谐运动 的相位，φ叫做初相．
高三物理
第1单元 机械振动
选修3-4
第十二章
机械振动和机械波
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近年高考物理总复习 第十二章 振动和波 光 相对论(选修3-4) 实验13 探究单摆的运动 用单摆
2018高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论（选修3-4）实验13 探究单摆的运动用单摆测定重力加速度对应演练迁移运用编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论（选修3-4）实验13 探究单摆的运动用单摆测定重力加速度对应演练迁移运用）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018高考物理一轮总复习第十二章振动和波光相对论（选修3-4）实验13 探究单摆的运动用单摆测定重力加速度对应演练迁移运用的全部内容。
实验13 探究单摆的运动用单摆测定重力加速度对应演练·迁移运用1．在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,某同学准备好相关实验器材后，把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放，同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时，将记录的这段时间作为单摆的周期．以上操作中有不妥之处，请对其中两处加以改正．答案:①应在摆球通过平衡位置时开始计时；②应测量单摆多次全振动的时间，再计算出周期的测量值．(或在单摆振动稳定后开始计时）2．下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据：摆长l/m0。
50。
60。
81。
1周期T2/s2 2.0 2.43。
24。
4（1)利用上述数据，在图的坐标系中描绘出l－T2图象．（2）利用图象,取T2＝4。
2 s2时，l＝1.05 m,重力加速度g＝9。
86 m/s2.(结果保留三位有效数字）解析：由T＝2π错误!得l＝错误!T2，所以图象是过原点且斜率为错误!的一条直线．(1)l－T2图象如图所示．（2)T2＝4。
2 s2时，从图中可读出其摆长l＝1。
高中物理选修3---4题型归纳(振动和波部分)
3---4复习讲义（振动和波部分）说明：Ⅰ级要求表示：对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用，与课程标准中“了解”和“认识”相当。
而Ⅱ级要求表示：对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用，与课程标准中“理解”和“应用”相当。
即Ⅱ级要求的内容为重点的骨干知识。
振动题型归类题型11.回复力概念及回复力与其它各种力的辨析解题要点：● 回复力是做振动的物体所受各力产生的一种效果力，它可以是物体所受各力的合力，也可以是所受某些力的分力。
它与向心力一样，并不是振动物体单独受到的某一个力，在F=-kx; （简谐运动的周期公式2T π=） ● 对弹簧振子，合力即为回复力；对单摆，应把物体受的的各力沿切线方向和法线（指与切线垂直的线，又称为径向））方向分解，则在切线方向上所求出的合力即为回复力（对只受重力和拉力时的单摆，回复力即为重力的切向分力）● 对单摆模型，注意合力、回复力、向心力、切向力的区别和联系：合力既不等于回复力，也不等于向心力；切向力即为回复力，使物体速度大小变化但不改变运动方向（某瞬时）；法向力即为向心力，只改变物体运动方向而不改变运动速度大小。
●要注意：物体的加速度（与合力对应）、回复力的加速度（与回复力对应）、向心加速度（与向心力对应）概念的区别。
例1. 指出下面各例中振动物体回复力的来源竖直方向弹簧振子A与B整体；A；B 光滑圆弧槽上来回斜面上的单线摆滚动的小球例2.关于单摆的运动，下列说法中正确的是：A．单摆摆动过程中，摆线的拉力和摆球重力的合力为回复力B．摆球通过平衡位置时，所受合力为零C．摆球通过平衡位置时，所受回复力为零D．摆球摆动过程中，经过最大位移处时所受合力为零2.3.简谐运动过程的特点●不一定为零），距平衡位置最远处时速度为零且加速度最大，势能最大。
另外注意：动量、速度、加速度是矢量，经过同一位置时它们只是大小一定相等，但方向不一定相同，故不能说经过同一位置时这些矢量一定相等！（也不能说不在同一位置时它们就一定不相等――如经过对称的两位置时）而动能、势能、速率是标量，只要位移大小相等（经过同一位置或对称的两位置）时这些标量值就一定相等。
高三物理一轮复习 第十二章 波与相对论 实验十三 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度课件(选修3-
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
(4)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，如图实-13-6
所示，由于家里只有一根量程为 0～30 cm
(2)乙组同学在图甲所示装置的基础上再增加一个速度传感 器，如图乙所示。将摆球拉开一小角度使其做简谐运动，速 度传感器记录了摆球振动过程中速度随时间变化的关系，如 图丙所示的 v-t 图线。 A．由图丙可知，该单摆的周期 T＝________s； B．更换摆线长度后，多次测量，根据实验数据，利用计算 机作出 T2-L(周期平方－摆长)图线，并根据图线拟合得到方 程 T2＝4.04L＋0.035。由此可以得出当地的重力加速度 g＝ ________m/s2。(取 π2＝9.86，结果保留 3 位有效数字)
(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的有_______。 a．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽可能长一些 b．摆球尽量选择质量大些、体积小些的 c．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球， 使摆线相距平衡位置有较大的角度
d．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于 5°，在释 放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时， 此时间间隔 Δt 即为单摆周期 T
C．1 m 左右的细线
D．30 cm 左右的细线
E．秒表、三角板、米尺
(2)若在某次实验中，测得细线的长度为 l，摆球直径为 D，
单摆完成 N 次全振动的时间为 t，则利用上述测量量求重
力加速度 g 的表达式为________。
解析
2．某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素。
教科版高中物理选修34课件12单摆
教科版高中物理选修34课件12单摆一、教学内容本节课我们将探讨教科版高中物理选修3第4册中的第12章“单摆”的内容。
具体包括：1. 单摆的定义及其运动特点；2. 单摆的周期公式推导；3. 单摆的物理意义及其应用；4. 影响单摆周期的因素；5. 单摆的实验操作与数据处理。
二、教学目标1. 让学生掌握单摆的基本概念，理解单摆的运动规律；2. 学会推导单摆的周期公式，并能够应用其分析实际问题；3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，提高科学思维。
三、教学难点与重点重点：单摆的周期公式推导及其应用。
难点：理解影响单摆周期的因素，以及实验操作与数据处理。
四、教具与学具准备1. 教具：单摆实验装置、示波器、计时器、米尺等；2. 学具：笔记本、铅笔、直尺、圆规等。
五、教学过程1. 实践情景引入：展示单摆实验装置，引导学生观察单摆的运动特点，提出问题：“单摆的运动有什么规律？”2. 理论讲解：（1）介绍单摆的定义，分析单摆的运动规律；（2）推导单摆的周期公式，解释公式中各物理量的意义；（3）讨论影响单摆周期的因素。
3. 例题讲解：讲解一道关于单摆周期的计算题，引导学生运用周期公式解决实际问题。
4. 随堂练习：让学生完成几道有关单摆的练习题，巩固所学知识。
5. 实验操作与数据处理：指导学生进行单摆实验，测量数据，分析结果，验证单摆周期公式。
六、板书设计1. 单摆的定义与运动规律；2. 单摆的周期公式及其推导过程；3. 影响单摆周期的因素；4. 例题及解答过程；5. 实验数据及处理方法。
七、作业设计1. 作业题目：（1）计算题：已知单摆长度和重力加速度，求单摆的周期；（2）应用题：单摆用于计时，求某一时刻的准确时间。
2. 答案：（1）周期 T = 2π√(L/g)；（2）通过测量单摆摆动次数，计算时间间隔，得出准确时间。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对单摆的理解程度，以及对实验操作与数据处理的能力；2. 拓展延伸：引导学生思考单摆在实际生活中的应用，如摆钟、计时器等，激发学生学习兴趣。
高三物理一轮复习精品课件：12.3实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力和加速度(人教版选修3-4)
故只要测定摆长 l 和单摆的周期 T， 即可算出重力加速度 g. 三、实验器材 长约 1m 的细线、小铁球、铁架台(连铁夹)、米尺、秒 表．
四、基本操作 1．将细线的一端穿过小铁球上的小孔并打结固定好， 线的另一端固定在铁架台的铁夹上，做成一个单摆． 2．用毫米刻度的米尺测定单摆的摆长l(摆线静挂时从悬 点到球心间的距离)． 3．让单摆摆动(摆角小于10° )，测定n(30～50)次全振动 t 的时间t，用公式T＝n求出单摆的平均周期T.
解析
(1)10° 同一竖直平面
最低
最大
(2)由单摆周期公式T＝2π·
2
L g 2 T g ，得L＝4π2·
g 在L－T 图像中，斜率代表 2 4π y2－y1 4π2y2－y1 g 即 2＝ ，即g＝ 4π x2－x1 x2－x1 d g 2 g 2 d 由L线＋ ＝ 2 · T 得L线＝ 2 · T － ，斜率没有变化，故 2 4π 4π 2 测得的g值不变．
解析 测量一次误差较大，A 错；测量次数太多(时间太 长)，摆球因空气阻力会停摆，所以 E 错，B 对；在平衡位置 开始计时和结束时会使测量时间准确些 (反应快些或判断准 t 2t 确些)，C 对，D 错；对 F，T＝ ＝ ，故 F 错． 30－1 29 2 答案 BC
3．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出 以下几点建议：其中对提高测量结果精确度有利的是( A．适当加长摆线 B．质量相同，体积不同的摆球，应选用体积较大的 C．单摆偏离平衡位置的角度不能太大 D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动 后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期 )
当 n 测大时，T 测小．
答案
C
2．为了提高周期的测量精度，下列哪种做法是可取的 ( ) A．用秒表直接测量一次全振动的时间 B． 用秒表测 30 至 50 次全振动的时间， 计算出平均周期 C．在平衡位置启动秒表和结束计时 D．在最大位移处启动秒表和结束计时
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必修1第一章直线运动第一节运动的描述⋅匀速运动第二节匀变速直线运动的基本规律及应用第三节运动图象⋅追及和相遇问题第四节实验：研究匀变速直线运动归纳整合提升阶段检测评估（一）第二章相互作用第一节重力⋅弹力⋅摩擦力第二节力的合成与分解第三节受力分析⋅共点力的平衡第四节实验(1)探究弹力与弹簧伸长的关系实验(2）验证力的平行四边形定则归纳整合提升阶段检测评估(二）第三章牛顿运动定律第一节牛顿运动定律第二节牛顿运动定律的应用第三节实验:验证牛顿第二定律归纳整合提升阶段检测评估(三）必修2第四章曲线运动⋅万有引力与航天第一节曲线运动⋅运动的合成与分解第二节平抛运动第三节圆周运动第四节万有引力⋅天体运动归纳整合提升阶段检测评估(四)第五章机械能及其守恒定律第一节功和功率第二节动能定理第三节机械能守恒定律第四节功能关系⋅能量守恒定律第五节实验（1）探究动能定理实验(2)验证机械能守恒定律归纳整合提升阶段检测评估(五）选修3—1第六章静电场第一节库仑定律⋅电场强度第二节电势差⋅电势⋅电势能第三节电容器⋅带电粒子在电场中的运动归纳整合提升阶段检测评估（六)第七章恒定电流第一节描述电路的基本概念⋅部分电路第二节闭合电路及其欧姆定律第三节实验(1）测量电阻⋅测定金属的电阻率实验(2）描绘小电珠的伏安特性曲线实验（3)测定电源的电动势和内阻实验(4）练习使用多用电表归纳整合提升阶段检测评估(七）第八章磁场第一节磁场的描述⋅磁场对电流的作用第二节磁场对运动电荷的作用第三节带电粒子在复合场中的运动归纳整合提升阶段检测评估(八）选修3—2第九章电磁感应第一节电磁感应现象⋅楞次定律第二节法拉第电磁感应定律第三节电磁感应的电路和图象问题第四节电磁感应的动力学和能量问题归纳整合提升阶段检测评估(九）。
广东省江门市第一中学高考物理一轮复习实验探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度模拟试题
实验：探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度1．在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，有人提出以下几点建议，其中对提高测量结果精确度有利的是( )A．适当加长摆线B．质量相同、体积不同的摆球，应选用体积较大的C．单摆偏离平衡位置的角度越大越好D．当单摆经过平衡位置时开始计时，经过一次全振动后停止计时，用此时间间隔作为单摆振动的周期解析：当适当加长摆线时，单摆的周期将增大，故可以减小周期测量的相对误差，A正确；质量相同，体积越大的摆球，所受的阻力会影响其做单摆运动，B错；单摆偏离平衡位置的角度不能超过10°，C错；在D中，会增大周期测量的误差，D错．答案：A2．某同学做“用单摆测定重力加速度”的实验时，测得的重力加速度数值明显大于当地的重力加速度的实际值．造成这一情况的可能原因是( )A．测量摆长时，把悬挂状态的摆线长当成摆长B．测量周期时，当摆球通过平衡位置时启动秒表，此后摆球第30次通过平衡位置时制动秒表，读出经历的时间为t，并由计算式T＝t30求得周期C．开始摆动时振幅过小D．所用摆球的质量过大解析：由T＝2πlg得g＝4π2T2l，g值偏大说明l偏大或T偏小．把悬挂状态的摆线长当成摆长，会使l偏小，g值偏小，A错；摆球第30次通过平衡位置时，实际上共完成15次全振动，周期T＝t15，误认为30次全振动，T变小引起g值明显偏大，B对；单摆周期与振幅和摆球质量无关，C、D错误．答案：B3．(1)在做“用单摆测定重力加速度”的实验中，用主尺最小分度为1 mm、游标尺上有20个分度的卡尺测量金属球的直径，结果如图甲所示，可以读出此金属球的直径为________mm.(2)单摆细绳的悬点与拉力传感器相连，将摆球拉开一小角度使单摆做简谐运动后，从某时刻开始计时，拉力传感器记录了拉力随时间变化的情况，如图乙所示，则该单摆的周期为________s.解析：(1)球的直径为14 mm ＋0.05 mm×7＝14.35 mm.(2)由单摆的周期性结合F －t 图象可以得出，该单摆的周期为2.0 s.答案：(1)14.35 (2)2.04．某实验小组在利用单摆测定当地重力加速度的实验中：(1)用游标卡尺测定摆球的直径，测量结果如图所示，则该摆球的直径为________cm.(2)小组成员在实验过程中有如下说法，其中正确的是________．(填选项前的字母)A ．把单摆从平衡位置拉开30°的摆角，并在释放摆球的同时开始计时B ．测量摆球通过最低点100次的时间t ，则单摆周期为t 100C ．用悬线的长度加摆球的直径作为摆长，代入单摆周期公式计算得到的重力加速度值偏大D ．选择密度较小的摆球，测得的重力加速度值误差较小解析：(1)游标卡尺读数为0.9 cm ＋7×0.1 mm＝0.97 cm(2)单摆符合简谐运动的条件是最大偏角不超过10°，并从平衡位置计时，故A 错误；若第一次过平衡位置计为“0”则周期T ＝t 50，若第一次过平衡位置计为“1”则周期T ＝t 49.5，B 错误；由T ＝2πL /g 得g ＝4π2L T 2，其中L 为摆长，即悬线长加摆球半径，若为悬线长加摆球直径，由公式知g 偏大，故C 正确；为了能将摆球视为质点和减少空气阻力引起的相对误差，应选密度较大体积较小的摆球，故D 错误．答案：(1)0.97(0.96、0.98均可) (2)C5．某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点到球心的距离当作摆长l ，通过改变摆线的长度，测得6组l 和对应的周期T ，画出l －T 2图线，然后在图线上选取A 、B 两个点，坐标如图所示．他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为g ＝________.请你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将________．(填“偏大”、“偏小”或“相同”)解析：设A 、B 点摆线长为l A 和l B ，悬点到重心的距离为l ′，所以A 、B 两处的摆长分别为l A ＋l ′和l B ＋l ′.根据周期公式T ＝2πl g 得l ＝gT 24π2 则l A ＋l ′＝gT 2A 4π2①l B ＋l ′＝gT 2B4π2②②－①得l B －l A ＝gT 2B 4π2－gT 2A 4π2＝g T 2B －T 2A4π2所以g ＝ .从上式可以看出，最终的结果与重心的位置无关，所以不影响g 值的测量．答案： 相同6．(1)某同学在探究影响单摆周期的因素时有如下操作，请判断是否恰当(填“是”或“否”)．①把单摆从平衡位置拉开约5°释放：________；②在摆球经过最低点时启动秒表计时：________；③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期：________.(2)该同学改进测量方法后，得到的部分测量数据见下表．用螺旋测微器测量其中一个摆球直径的示数如图所示．该球的直径为________mm.根据表中数据可以初步判断单摆周期随________的增大而增大.解析：(1)①单摆在最大摆角不超过10°时可看做是简谐运动．②摆球经过最低点时速度最大，滞留的时间最短，计时误差最小．③为减小测量周期时的误差，应测单摆完成30～50次全振动所用的时间来求出周期．螺旋测微器上的固定刻度读数为20.5 mm ，可动部分的读数约为18.5，则测量结果为20.5 mm ＋18.5×0.01 mm＝20.685 mm.分析表中数据可以看出，摆长不变时周期不变，摆长变化时周期才发生变化．答案：(1)①是 ②是 ③否(2)20.685(20.683～20.687) 摆长。
教科版高中物理选修34课件12单摆
教科版高中物理选修34课件12单摆一、教学内容本节课我们将学习教科版高中物理选修3第4册第12章的内容，主题是“单摆”。
具体内容涉及单摆的周期公式推导，影响单摆周期的因素，以及单摆的应用。
二、教学目标1. 让学生掌握单摆的周期公式，并能够熟练运用。
2. 使学生了解影响单摆周期的因素，并能够分析实际问题时运用相关知识。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，激发学生探索物理现象的兴趣。
三、教学难点与重点重点：单摆的周期公式及其应用。
难点：影响单摆周期的因素，以及周期公式的推导过程。
四、教具与学具准备1. 教具：单摆实验装置、秒表、米尺。
2. 学具：计算器、笔记本、铅笔。
五、教学过程1. 实践情景引入（1）展示单摆实验装置，引导学生观察单摆的摆动过程。
（2）提问：单摆的摆动周期与哪些因素有关？2. 知识讲解（1）引导学生推导单摆的周期公式。
（2）讲解影响单摆周期的因素，如摆长、重力加速度等。
3. 例题讲解（1）给出一个单摆的例题，引导学生应用周期公式解题。
（2）讲解解题步骤，强调关键点。
4. 随堂练习（1）发放随堂练习题，要求学生在规定时间内完成。
（2）学生互相讨论，教师解答疑问。
5. 实验操作（1）组织学生进行单摆实验，测量不同摆长下的周期。
（2）学生记录实验数据，分析实验结果。
（1）回顾本节课所学内容，强调单摆的周期公式和影响周期的因素。
（2）引导学生思考单摆在实际生活中的应用。
六、板书设计1. 单摆的周期公式2. 影响单摆周期的因素3. 例题及解题步骤4. 实验数据及分析七、作业设计1. 作业题目：（1）计算给定摆长下单摆的周期。
（2）分析摆长变化对单摆周期的影响。
2. 答案：（1）周期T = 2π√(L/g)，其中 L 为摆长，g 为重力加速度。
（2）摆长越长，周期越大；摆长越短，周期越小。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对单摆周期公式的掌握程度，以及实验操作过程中的问题。
2. 拓展延伸：（1）研究其他摆动系统（如复摆、扭摆）的周期规律。
高中物理选修3-4-单摆
单摆知识集结知识元单摆知识讲解单摆周期、用单摆测重力加速度1．单摆一个很轻的细线系着一个有质量的质点，这个模型叫做单摆．在实验室里，如果悬挂物体的细线的伸缩和质量可以忽略，细线的长度比物体的直径大得多，这样的装置就叫做单摆．单摆做简谐运动的条件：小球摆到最高点时，细线与竖直方向的夹角叫偏角．偏角很小时（摆角小于5°），单摆做简谐运动．2．单摆做简谐运动的回复力单摆做简谐运动的回复力是由重力mg沿圆弧切线的分力F切=mgsinθ提供（不要误认为是摆球所受的合外力）．当θ很小时，圆弧s可以近似地看成直线x，．切线的分力F可以近似地看做沿这条直线作用，这时可以证明．可见，在偏角很小的情况下，单摆振动时回复力跟位移成正比而方向相反，是简谐运动．3．单摆的周期公式荷兰物理学家惠更斯发现在偏角很小的情况下，单摆的周期跟摆长的平方根成正比，跟重力加速度的平方根成反比，而跟摆球的质量和振幅无关，即式中l为悬点到摆球球心间的距离，g为当地的重力加速度．（1）单摆的等时性：往振幅较小时，单摆的周期与单摆的振幅尤天，单摆的这种性质叫单摆的等时性．（2）单摆的周期公式：由简谐运动的周期公式，对于单摆，所以．周期为2s的单摆，叫做秒摆，由周期公式得秒摆的摆长(大约)．例题精讲单摆例1.'如图所示，OA为一单摆，B是穿在一根较长细线上的小球，让OA偏离竖直方向一很小的角度，在放手让A球向下摆动的同时，另一小球B从与O点等高处由静止开始下落，当A球摆到最低点时，B球也恰好到达与A同一水平面处，求B球下落时受到的细线的阻力大小与B 球重力大小之比．（取g=10m/s2，π2=10）'例2.'如图所示，单摆摆长为1m，做简谐运动，C点在悬点O的正下方，D点与C相距为2m，C、D之间是光滑水平面，当摆球A到左侧最大位移处时，小球B从D点以某一速度匀速地向C 点运动，A、B二球在C点迎面相遇，求小球B的速度大小。
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五、数据处理 1．公式法 4π2l 将测得的几次的周期 T 和摆长 l 代入公式 g＝ 2 中算出重力加速度 g 的值，再算 T 出 g 的平均值，即为当地重力加速度的值．
2．图象法 l g 2 由单摆的周期公式 T＝2π g可得 l＝ 2T ，因此以摆长 l 为纵轴、 4π 以 T2 为横轴作出的 l－T2 图象是一条过原点的直线，如图所示，求出斜 l Δl 率 k，即可求出 g 值．g＝4π k，k＝ 2＝ 2. T ΔT
4．把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过 5° )，然后放开小球，让小球 摆动，待摆动平稳后测出单摆完成 N(一般为 30～50)次全振动所用的时间 t，计算出小 t 球完成 1 次全振动所用的时间，这个时间就是单摆的振动周期，即 T＝N(N 为全振动的 次数)，反复测 3 次，再算出周期 T 的平均值． l 4π2l 5．根据单摆振动周期公式 T＝2π g，计算出当地的重力加速度 g＝ 2 . T 6．改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均 值，即为当地的重力加速度值．
• 四、实验步骤 • 1．让线的一端穿过金属球的小孔，然后打一个线结，做成 单摆． • 2．把线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验 桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡 位置处作上标记，如图所示．
3．用刻度尺量出摆线长度 l′，精确到毫米，用游标卡尺测出摆球的直径 d，即得 d d 出小球的半径为 ，计算出摆长 l＝l′＋ . 2 2
• 七、注意事项 • 1．选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好 不超过2 cm. • 2．单摆悬线的上端不可随意卷在铁架台的杆上，应夹紧在 钢夹中，以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象． • 3．注意摆动时控制摆线偏离竖直方向的夹角不超过10°.可 通过估算振幅的办法掌握． • 4．摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形 成圆锥摆． • 5．计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始 计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标 记．以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，且 在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数．
2
• 六、误差分析 • 1．系统误差 • 主要来源于单摆模型本身是否符合要求．即：悬点是否固定， 摆球是否可看做质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆 还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等． • 2．偶然误差 • 主要来自时间(即单摆周期)的测量．因此，要注意测准时间 (周期)．要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒计时计 数的方法，即4,3,2,1,0,1,2„在数“零”的同时按下秒表开始 计时．不能多计或漏计振动次数．为了减小偶然误差，应进 行多次测量后取平均值．
•核心考点 ·分层突破
• 考点1 实验原理和操作 • [例1]某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素． • (1)(多选)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮 夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图所示．这样做的目的是 AC 填字母代号)． ___( • A．保证摆动过程中摆长不变 • B．可使周期测量得更加准确 • C．需要改变摆长时便于调节 • D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
• 解析：(1)橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬 点位置不变，从而保证摆长不变，同时又便 于调节摆长，A、C两项正确；(2)根据游标卡 尺读数规则可得摆球直径为d＝12 mm＋0.1 mm×0＝12.0 mm，则单摆摆长为L0＝L－d/2 ＝0.993 0 m(注意统一单位)；(3)单摆摆角不 超过5°，且计时位置应从最低点(即速度最 大位置)开始，故A项的操作符合要求.
• (2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度 尺从悬点量到摆球的最低端的长度L＝0.999 0 m，再用游标 卡尺测量摆球直径，结果如图所示，则该摆球的直径为 0.993 0 12.0 _______ mm，单摆摆长为________m.
• (3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m的单摆进行周 期测量的四种操作过程，图中横坐标原点表示计时开始，A、 B、C均为30次全振动的图象，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是 A (填字母代号)． ____
• 考点2 数据处理和误差分析 • [例2]用单摆测定重力加速度的实验装置如图甲所示． • (1)(多选)组装单摆时，应在下列器材中选用______(填选项 前的字母)． • A．长度为1 m左右的细线 • B．长度为30 cm左右的细线 • C．直径为1.8 cm的塑料球 • D．直径为1.8 cm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 4π2n2L 示)． t2
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知识梳理· 夯实基础
核心考点· 分层突破
对应演练· 迁移运用Fra bibliotek一、实验目的
•知识梳理 ·夯实基础
用单摆测定重力加速度． 二、实验原理 单摆在摆角很小(小于 5° )时，其摆动可以看做简谐运动，其振动周期 T＝2π l g，
4π2l 其中 l 为摆长，g 为当地重力加速度，由此可得 g＝ 2 ，据此，只要测出摆长 l 和周期 T T，就可计算出当地重力加速度 g 的数值． 三、实验器材 铁架台、中心有小孔的金属小球、长约 1 m 的细线、秒表、刻度尺、游标卡尺．
第 十 二 章 振动和波 光
实验十三
相对论(选修3－4)
探究单摆的运动
用单摆测定重力加速度
考纲要求
考情分析
命题趋势
探究单摆的运动用 单摆测定重力加速 度
高考对本实验的考 2015·天津卷，9(2) 查主要侧重于以下 2015·北京卷，21(2) 三个方面：1.间接测 量原理的理解；2.微 2013·安徽卷，21 小量的测量(累积平 2014·上海卷，29 均法)方法的理解；3. 2012·天津卷，9(2) 实验数据的处理(图 象法)的误差分析