学习单摆测定重力加速度实验必须弄清的几个问题
单摆实验常见问题总结
用单摆测量重力加速度
1.小球直径测量次数
测一次就行,这个是虚拟实验,所给小球外形均匀,如果在实验室做实验,受小球工艺的影响,可能小球的直径不均匀,需要多次测量小球不同位置的直径大小,求平均。
2.线长
按照表格要求,是需要改变线长,测量不同线长下的摆动周期,每次线长的大小只需要测一次。
3.重力加速度的计算
两种数据处理方法取其一就行,算了g∆就不用算相对百分误差。
方法一计算g简单,算g∆麻烦些,方法二里作图和用最小二乘法拟合函数麻烦,但算相对百分误差简单。
这是实验数据处理里常见的两种方法,也是绪论课的重点知识点。
4.g∆的计算方法
∆的计算属于间接不确定度计算方法,参照绪论PPT中的计算过程。
g
5.摆动角度对摆动周期的影响是选做内容。
6.测量次数的问题。
摆长一定,用求平均值法计算运动时间时,运动时间的测量次数通常应不少于5次。
改变摆长长度的次数决定了作图法中描点的个数,点越多误差越小。
7.实验报告怎么写?
按照报告纸上的要求写,每一部分内容都要有,注意每一部分小括里面的文字说明。
另外,表格里面非实验直接测得的数据,在数据处理里面是要有计算过程的。
实验数据的单位要注明。
单摆测重力加速度归纳总结
单摆测重力加速度归纳总结在物理学中,单摆是一种简单但非常有用的实验装置,用于测量地球表面的重力加速度。
通过对单摆实验的归纳总结,我们可以深入了解重力加速度的概念、测量方法以及影响其数值的因素。
一、单摆实验简介单摆实验是通过将质点连接在一根固定在顶点的轻绳或杆上,使质点可以做简谐振动的实验。
在实验过程中,摆锤在偏离平衡位置后会受到重力的作用,回归平衡位置时会产生加速度。
通过测量单摆摆动的周期,我们可以计算出重力加速度的数值。
二、重力加速度的概念重力加速度是指在重力作用下,物体自由下落时每秒增加的速度。
在地球表面上,重力加速度的平均值约为9.8米/秒²。
重力加速度的数值与地理位置、海拔高度以及其他因素有关。
三、测量重力加速度的步骤1. 搭建单摆实验装置:将一个质点(如铅锤)通过一根细线连接到一个固定的支点上。
2. 进行预实验:在实验之前,进行一系列预实验,校准仪器并确认摆长的测量准确度。
3. 测量单摆摆动的周期:选择合适的摆长,用计时器测量质点来回摆动的时间,重复多次测量并取平均值。
4. 计算重力加速度:利用公式 g = (4*pi²*l)/T²,其中 l 为摆长,T 为摆动的周期,计算重力加速度的数值。
四、影响重力加速度数值的因素1. 地理位置:由于地球是一个不完全均匀的椭球体,所以地球上不同地区的重力加速度略有差异。
2. 海拔高度:重力加速度会随海拔的升高而减小,这是由于离地面越远,所受的重力作用越小。
3. 摆长:摆长越长,摆动的周期会变长,从而导致重力加速度的数值减小。
五、实验误差及注意事项1. 实验误差:在单摆实验中,可能存在一些误差来源,如计时误差、摆长的测量误差等。
在实验过程中要尽量减小这些误差对结果的影响。
2. 注意事项:- 保持摆长不变:在实验过程中,要确保在测量重力加速度时,摆长保持不变。
- 防止外界影响:要避免风力或其他外界因素对单摆实验的干扰。
- 多次测量取平均值:为了减小误差,应重复多次测量,然后取平均值计算重力加速度。
高二物理(人教版教科版通用)学生实验用单摆测定重力加速度3学习任务单
《学生实验:用单摆测定重力加速度》学习任务单【学习目标】1.能够正确安装符合实验要求的单摆2。
能熟练使用秒表和游标卡尺正确读取数据3.选取合理的方法处理实验数据4。
能够通过实验较准确地测量重力加速度值【课前预习任务】1。
请回顾复习前面所学的简谐运动的描述及单摆;2。
回顾梳理设计实验方法,设计实验注意事项3。
请阅读教材《学生实验:用单摆测定重力加速度》相关内容,并注意记录你的疑问问题;【课上学习任务】任务一:师生一道梳理归纳实验需要思考的几个基本问题1。
要做什么?2。
依据什么?3。
怎样做?4.记(看)什么?5.如何分析?6。
结果如何?7.实验反思任务二:完成单摆周期公式测定重力加速度实验的几个问题【问题1】利用单摆周期公式测定重力加速度实验原理【问题2】实验器材的选择【问题3】实验器材的安装与调试【问题4】单摆摆长的测量方法【问题5】实验结果及实验误差分析【问题6】实验测量数据的处理方法【问题7】探究单摆周期的测定方法任务三:思考几个问题,并分析原因:思考1:周期的测量时如果将单摆N次全振动时间,误记为N +1次全振动时间,则计算出的加速度值将会;反之则;思考2:试验时若单摆悬线的上端是卷在杆上,没有用铁夹固定,由实验计算得出的重力加速度测量值和真实值比较将会怎样?思考3:若测量测悬线长度时拉的过紧,由此造成的重力加速度测量值和真实值比较将会怎样?思考4:若摆长忘记加小球半径,由此造成的重力加速度测量值和真实值比较将会怎样? 3。
实验数据处理过程中产生的误差为减小由于数据处理而带来的误差,我们可以采用求平均值法减小实验的偶然误差,采用图象法处理数据以减小偶然误差。
任务四:案例与问题解决,对实验结果处理中可能出现问题的探究与解决【基本应用】【例1】某同学在“用单摆测定重力加速度"的实验中,测量5种不同摆长情况下单摆的振动周期,记录数据如下:试以l为横坐标,T2为纵坐标,作出T2—l 图象,并由此图线求出重力加速度为。
实验用单摆测定重力加速度知识点精解
实验:用单摆测定重力加速度·知识点精解
【实验目的】
用单摆测定当地重力加速度
【实验器材】
长约一米的细线、小铁球、铁架台(连铁夹)、米尺、秒表
【实验原理】
当单摆摆角很小(小于5°)时,可看成简谐振动,其固有周期为T=2
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。
【实验步骤】
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(摆球静挂时从悬点到球心间的距离)。
3.让单摆摆动(摆角小于5°),测定50次全振动的时间t,用公式
4.用公式g=4π2L/T2算出重力加速度g。
【考前须知】
1.单摆悬铁夹应固定在铁架台上尽可能低的位置(以小球自然悬挂时离地面约1-2厘米为好)
2.小球摆动时,摆角应小于5°,且应在同一竖直面上摆动。
3.计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计时,以后摆球从同一方向通过最低位置时进行计数。
单摆法测量重力加速度实验原理
单摆法测量重力加速度实验原理一、实验介绍单摆法是测量重力加速度的一种方法,其基本原理是利用单摆在重力作用下的周期性振动来测量重力加速度。
该实验可以帮助学生深入了解物理学中的重要概念,如周期、振动、重力等。
二、实验原理1. 单摆的运动规律单摆是由一个质点和一根不可伸长的轻细线组成,质点在重力作用下沿着垂直方向做简谐运动。
根据牛顿第二定律,单摆系统受到的合力为质点所受的向下的重力和绳子所受的向上张力之和。
由于绳子不可伸长,因此张力始终与线上方向相反,大小相等。
因此,单摆系统可以看成是一个简谐振动系统。
2. 单摆周期与重力加速度之间关系根据简谐运动规律,单摆周期T与其长度l和重力加速度g有关系式:T=2π√(l/g)通过测量单摆长度和周期,可以计算出地球上的重力加速度g。
3. 实验步骤(1)将单摆吊在水平方向上,并调整摆线长度,使单摆在水平方向上做小振动,观察单摆的运动情况。
(2)记录单摆的长度和周期,重复多次实验取平均值。
(3)根据上述公式计算出重力加速度g。
三、实验注意事项1. 单摆必须保持在水平方向上振动。
2. 摆线必须细长且不可伸长。
3. 实验数据应取多次测量的平均值。
四、实验误差分析1. 系统误差:由于单摆的质量分布不均匀、空气阻力等因素的存在,会影响到单摆的运动规律,从而导致实验结果产生一定误差。
2. 随机误差:由于测量仪器精度、人为操作等因素的影响,每次测量所得数据可能存在一定偏差。
通过多次重复实验可以减小随机误差。
五、实验拓展1. 可以通过改变单摆长度来观察重力加速度与单摆周期之间的关系。
2. 可以将单摆置于不同地点进行比较,探究地球重力加速度在不同地点是否相同。
用单摆测重力加速度实验总结
用单摆测重力加速度实验总结1. 实验背景嘿,大家好,今天我们聊聊一个有趣的实验,那就是用单摆来测重力加速度。
你可能会想,什么是单摆?简单来说,单摆就是一个小球挂在一根绳子上,当你把它晃起来后,它就像个舞者一样来回摆动。
这种摆动其实和地球的重力有着密切的关系,搞懂这些可真有意思!在这个实验中,我们的最终目标就是通过观察单摆的运动来计算出地球的重力加速度,听起来是不是有点酷?接下来,我们就来深入了解一下这个过程。
1.1 实验原理先说说原理,单摆的周期和重力加速度之间有着不可分割的联系。
单摆的周期,简单来说就是小球从一侧摆动到另一侧再回来的时间。
根据物理学的公式,周期 (T) 和重力加速度 (g) 之间有个神奇的关系,公式是 (T = 2pisqrt{frac{L{g),其中 (L) 是摆绳的长度。
知道这个公式后,我们就能通过测量周期和长度来计算重力加速度,简直是个一举两得的好办法!1.2 实验准备在准备阶段,我们需要一根绳子,一个小球,和一个计时器。
绳子可别太短,否则小球晃动得太快我们根本没法计时;球也要有点重量,太轻了就不够稳定。
你知道吧,就像是做菜,材料得齐全,不然就没法出好菜。
好了,准备工作做好后,我们就可以开始这个“摇摆”的实验啦!2. 实验步骤接下来,咱们进入实验步骤。
首先,把小球固定在绳子的末端,然后找个地方让它可以自由摆动。
确保没有障碍物,免得它一摇晃就撞到什么东西,真是得不偿失。
然后,轻轻将小球拉开到某个角度,最好不要超过15度,太大了就会影响实验结果。
接下来,准备好计时器,开始计时,看小球完成十个摆动需要多长时间,这样更准确。
最后,计算出周期 (T),然后代入公式就能得到重力加速度 (g) 啦!2.1 数据处理收集数据后,我们可不能马虎。
这时就要用到数学了!我们把每次测得的周期都记录下来,算出平均值,这样误差就能减少。
然后,记得用 (g = frac{4pi^2L{T^2) 的公式来算出重力加速度。
用单摆测定重力加速度实验报告
用单摆测定重力加速度实验报告用单摆测定重力加速度实验报告引言:重力加速度是物理学中一个重要的物理量,它对于研究物体运动和力学性质具有重要意义。
本实验通过使用单摆测定重力加速度,旨在探究重力加速度的数值,并进一步理解单摆的运动规律和原理。
实验目的:1. 测定重力加速度的数值。
2. 掌握单摆的运动规律和原理。
实验器材:1. 单摆装置:包括一根细线、一个小铅球和一个固定摆架。
2. 万能计时器。
3. 卷尺。
4. 实验台。
实验原理:单摆是一种简单的物理实验装置,由一根细线和一个小铅球组成。
在实验中,将小铅球悬挂在细线的一端,使其能够自由摆动。
当小铅球摆动时,可以观察到它的周期T,即来回摆动的时间。
根据单摆的运动规律,可以得到重力加速度与周期T的关系式:g = 4π²L/T²其中,g为重力加速度,L为单摆的摆长,T为单摆的周期。
实验步骤:1. 将单摆装置固定在实验台上,确保其能够自由摆动。
2. 调整摆长L,使其保持一定的长度。
3. 将小铅球拉至一侧,释放后开始计时,记录小铅球的摆动时间T。
4. 重复实验3次,取平均值作为周期T的测量结果。
5. 根据实验数据计算重力加速度g的数值。
实验数据:摆长L = 1.2m实验1:T = 1.5s实验2:T = 1.6s实验3:T = 1.4s实验结果与分析:根据实验数据,我们可以计算重力加速度g的数值。
代入公式g = 4π²L/T²,得到:g = 4π² × 1.2 / (1.5² + 1.6² + 1.4²) ≈ 9.81 m/s²实验结果与理论值非常接近,说明本实验的数据准确性较高。
通过本实验,我们成功地测定了重力加速度的数值,并掌握了单摆的运动规律和原理。
实验误差分析:在实际实验中,由于各种因素的存在,可能会导致实验结果与理论值存在一定的误差。
主要的误差来源包括:摆长的测量误差、计时器的误差以及空气阻力等。
“单摆测定重力加速度”教学的思考
“单摆测定重力加速度”教学的思考
重力加速度是学习物理学的基本概念,其数值也是物理实验的重要参数,因此,学生在学习物理时,测量和计算重力加速度也是必不可少的。
本文主要对如何使用一摆进行测量重力加速度进行了分析,从而探讨了如何更有效、更完善地教学。
“单摆”可以用来测量重力加速度。
它是一种简单的实验装置,由重摆杆、重锤和重物组成,它可以像摆钟一样在重力场中摆动,其实质是二维惯性系统,其中测定重力加速度的主要方法是通过测量摆钟的角频率来判断。
在实施单摆实验的时候,要考虑的问题有两点:一是如何让学生们更容易理解单摆运动;二是如何确定测定重力加速度的正确方法。
首先,我们可以借助一些复杂的物理实验室设备,如计算机模拟或光电学装置,来帮助学生更好地了解单摆运动,当然,也可以有助于他们更清楚地理解引起单摆运动的原理。
在测定重力加速度的过程中,学生应该理解和掌握一些基本知识,如静态重力力的定义,角频率的计算方法。
引导学生根据实验结果分析和综合,利用正确的转动力学方程来得出结论,这也是实施单摆实验的重要步骤之一。
此外,在实验中还可以通过分析摆钟角频率变化来揭示单摆运动的一些本质特征,比如惯性原理、动量定理,以及重力加速度与角频率比值的确定。
最后,要提醒学生,实施单摆实验时要注意安全问题,不要碰到电路装置,以免造成严重的伤害。
另外,应给予学生实验的指导和批
判性的思考,让学生能够认识到实验的有效性,从而更好地理解实验的结果。
综上所述,实施“单摆测定重力加速度”的实验时,应该重视学生对单摆运动的理解,确定测量重力加速度的正确方法,注意实验安全,给予学生实验指导,以及激发学生的发现能力,让学生能够清楚地理解实验原理,达到学有所得的教学效果。
单摆测定重力加速度实验误差分析
单摆测定重力加速度实验误差分析单摆测定重力加速度实验,听上去就像是小朋友们在玩耍,其实里面却蕴藏了丰富的物理学知识。
这项实验很简单,动动手就能让我们领悟到重力的奥秘。
不过,误差问题是我们不得不面对的一个挑战,值得好好聊一聊。
实验过程其实挺简单。
我们用一根细绳子悬挂一个小球。
然后把小球拉开到一定角度,松手。
小球就开始摆动,像钟摆一样。
我们记录下它摆动的周期,最后用公式算出重力加速度。
这么一看,似乎没有什么难的。
但误差就像隐形的魔鬼,随时可能出现。
首先,摆动的周期计算是个关键。
我们要准确测量时间,哪怕一秒钟的偏差都可能导致结果大相径庭。
用秒表计时,手一抖,数据就飞了。
想想看,时间是实验的灵魂,记录不准确,结果就成了“纸上谈兵”。
这可不行,得用心去做。
实验过程中,我发现不少同学在计时时总是急急忙忙,结果一不小心就错过了最佳时机。
再说说摆动的幅度。
大家都知道,角度越大,摆动周期越长。
可我们又很容易忽视这一点。
每次拉动小球的角度都应该尽量保持一致,否则周期的变化可就跟着来了。
很多人以为只要摆动就好,结果却因为小小的角度误差,导致数据相差悬殊。
细节决定成败,真是说得一点不假。
除了人为因素,环境也在作怪。
空气阻力、温度变化,这些看不见的东西都在影响着我们的实验结果。
空气阻力在小球摆动时,不断作用于它的表面,造成周期的增加。
哎,谁能想到空气竟然是个“捣乱分子”呢?再加上温度变化,细绳的长度也可能受到影响,导致计算重力加速度的公式不再成立。
最后,我们还得考虑重力的变化。
虽然在地球上,重力加速度一般认为是9.81 m/s²,但实际上在不同地点,重力加速度是有微小差异的。
例如,靠近赤道的地方,重力会稍微小一点,而在两极则会稍微大一点。
这些小差异在高精度实验中都是不可忽视的。
实验结束后,我坐下来回顾整个过程,意识到原来误差不仅仅是数据的偏差,更是我们对实验的理解和对细节的把控。
每一个小失误,都可能在无形中影响整个实验结果。
测重力加速度有什么注意点
测重力加速度有什么注意点测量重力加速度是物理实验中非常重要的一项实验,它可以帮助我们了解地球引力的性质以及加速度的大小。
在进行重力加速度实验时,有几个注意点需要我们特别关注。
首先,确保实验环境稳定。
实验开始前,我们需要选择一个尽量平稳、无风的实验场地。
任何外部力的干扰都可能导致实验结果的偏差,因此需要尽量排除这些可能干扰的因素。
除此之外,实验时还要尽可能避免人体或其他物体的振动,以减小实验结果的误差。
在实验仪器的选择上,要确保所选的仪器的精确度高。
通常,我们采用自由下落物体的方法来测量重力加速度,其中常使用的仪器为加速度计或重力仪。
这些仪器都需要具备高精度及稳定性,以保证测量的准确性。
在选择仪器时,还要考虑其测量范围、灵敏度等因素,以便适应实际实验的要求。
在实验装置的搭建中,还要注意物体的轻重以及物体与测量器件的接触方式。
物体的重量会影响其下落速度,因此在实验前需要精确测量物体的质量。
此外,物体与测量器件之间的接触方式也需要仔细考虑,确保物体可以自由下落且不会与其他物体发生摩擦。
为减小这一问题的影响,可以采用线滑轮等装置来提供一个摩擦小的支撑环境。
在实验过程中,还要注意测量时间的准确性。
由于自由下落物体的速度较快,且重力加速度较大,时间的精确测量对结果的准确性至关重要。
因此,除了使用精密的计时器外,还应该采取多次测量求平均值的方法,以减小人为误差的影响。
此外,还需要注意实验结果的处理与分析。
在测量过程中,我们可以采用直接测量或间接测量的方法来得到重力加速度的值。
无论采取何种方法,都需要在实验过程中记录所有相关数据,并进行有效的数据处理。
特别是在使用间接测量方法时,需要根据已知的物理关系进行数据处理,以获得准确的重力加速度值。
最后,还要注意实验的安全性。
实验中可能涉及到一些较大的物体或仪器,因此必须保证实验的安全进行。
实验者应该具备安全意识,熟悉实验装置,正确使用仪器,并遵循实验室的安全规定。
综上所述,测量重力加速度是一项需要小心操作的实验。
单摆法测重力加速度实验报告
实验名称:单摆法测重力加速度实验目的:通过单摆实验,测量并计算出当地的重力加速度。
实验原理:单摆是一种理想的振动系统,当摆角小于5°时,其运动可以近似看作简谐运动。
根据单摆的周期公式,可以通过测量单摆的摆长和周期来计算重力加速度。
实验仪器:铁架台、细线、小铁球、游标卡尺、米尺、秒表。
实验步骤:1. 用游标卡尺测量小铁球的直径,重复测量6次,取平均值作为小铁球的直径D。
2. 用米尺测量细线的长度,重复测量6次,取平均值作为细线的长度L。
3. 将细线一端固定在铁架台上,另一端悬挂小铁球,调整摆球的位置,使摆线、摆球和摆幅测量标尺的中线三线合一。
4. 将摆球摆出角度小于5°,然后当小球经过摆幅测量标尺的中间时开始计时,再次经过时开始数1,直到数到50,立刻结束计时,记录下秒表的数据t。
5. 重复步骤4,记录下5次的数据。
6. 根据公式T=2π√(L/g),计算重力加速度g。
实验数据:实验次数 | 周期的次数(次) | 时间(s) | 线长(cm) | 直径(mm) |g(m/s²)----------|----------------|----------|-----------|-----------|----------1 | 50 | 84.19 | 68.90 | 22.16 | 9.7852 | 50 | 84.25 | 69.01 | 22.16 | 9.7863 | 50 | 84.30 | 68.80 | 22.16 | 9.7894 | 50 | 84.35 | 69.20 | 22.16 | 9.7905 | 50 | 84.40 | 68.50 | 22.16 | 9.792数据处理:1. 计算单摆的周期T,T=2t/n,其中t为每次实验的时间,n为周期的次数。
2. 计算重力加速度g,g=4π²L/T²。
实验结果:根据实验数据,计算得到的重力加速度g的平均值为9.788m/s²。
单线摆测重力加速度实验报告思考题
单线摆测重力加速度实验报告思考题
1、用phyphox加速度计测周期中,相邻两个波峰值或波谷值之
间是几个周期?为什么?
答:相邻两个波峰值成两个波谷值之间是0.5个周期。
摆球在经过平衡位置时开始,再回到平衡位置,此时为0.5个周期,第三次回到平衡位置时才为1个周期。
2、用手机当摆锤时,对测量结果有什么影响?
答:首先,便是手机自转的影响,无法保证手机只在整白平面内摆动。
其次,根据实际情况手机的空气风力比小球的阻力大。
最后,悬点到手机重心的距离不易测量。
3、用单摆测量重力加速度是根据什么?
答:重力加速度是物理学中一个重要参量。
地球上各个地区重力加速度的数值,随该地区的地理纬度和相对海平面的高度而稍有差异。
一般说,在赤道附近重力加速度值最小,越靠近南北两极,重力加速度的值越大,最大值与最小值之差约为三百分之一。
研究重力加速度的分布情况,在地球物理学中具有重要意义。
利用专门仪器,仔细测绘各地区重力加速度的分布情况,还可以对地下资源进行探测。
用单摆测定重力加速度实验中的周期问题
用单摆测定重力加速度实验中的周期问题
李永东
【期刊名称】《中小学实验与装备》
【年(卷),期】2010(020)005
【摘要】@@ 笔者根据<全日制普通高级中学教科书(必修加选修)物理(第二册)>(第二版)<用单摆测定重力加速度实验>内容,在实验室指导学生完成实验时发现本实验的关键主要有以下几点:1.摆角θ应小于10°;2.必须在竖直平面内摆动,不能形成锥形运动;3.测量周期时,应在摆球通过平衡位置时开始计时;4.计数全振动次数时不要数错.
【总页数】2页(P15-16)
【作者】李永东
【作者单位】甘肃省永昌县第一高级中学,737200
【正文语种】中文
【相关文献】
1.学习单摆测定重力加速度实验必须弄清的几个问题
2.用单摆测定重力加速度中渗透的实验思想方法
3.用单摆测重力加速度实验中单摆周期的测定
4.用单摆测定重力加速度实验中的几点探讨
5."用单摆测定重力加速度"实验的改进及影响周期因素的验证
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单摆实验法测重力加速度的修正
单摆实验法测重力加速度的修正单摆实验法测重力加速度的修正一、引言重力加速度是物理学中的一个重要参数,其测量对于理解地球的引力、地震、潮汐等现象具有重要意义。
单摆实验法是一种常用的测量重力加速度的方法,但由于各种因素的影响,需要进行修正。
本文旨在探讨如何对单摆实验法进行修正,以得到更精确的重力加速度测量值。
二、单摆实验法原理单摆实验法基于单摆的周期公式,即T=2π√(L/g),其中T是单摆的周期,L 是单摆的长度,g是重力加速度。
通过测量不同长度的单摆的周期,可以计算出重力加速度。
三、影响因素及修正方法1.空气阻力空气阻力对单摆的摆动产生影响,使摆球的轨迹偏离垂直线。
修正方法:在摆球的正下方设置一个空气阻尼器,以减少空气阻力对摆动的影响。
2.摩擦力摩擦力会消耗单摆的能量,导致摆球的轨迹偏离垂直线。
修正方法:使用光滑的轴承和低摩擦系数的材料制作单摆支架和摆球,以减少摩擦力对摆动的影响。
3.地球自转地球自转引起的离心力也会影响单摆的摆动。
修正方法:在南北半球分别进行实验,通过对比两个方向的测量结果来修正地球自转对单摆的影响。
4.温度变化温度变化会导致单摆的长度和空气阻力发生变化,从而影响重力加速度的测量结果。
修正方法:使用高精度的温度传感器监测实验环境的温度变化,将温度因素纳入重力加速度的计算公式中。
5.单摆不等高由于制造和安装误差,单摆的长度可能存在误差。
修正方法:使用激光测距仪或其他高精度测量设备测量单摆的高度,并根据测量结果对重力加速度进行修正。
6.地球曲率地球曲率对摆线的曲率产生影响,从而影响重力加速度的测量结果。
修正方法:在足够远的距离上设置单摆实验场地,使地球曲率对摆线的影响可以忽略不计。
同时,可以使用高精度的测量设备来检测摆线的曲率,并根据检测结果对重力加速度进行修正。
7.大气层密度变化大气层密度的变化会影响空气阻力,从而影响重力加速度的测量结果。
修正方法:在实验期间持续监测大气层密度变化,并根据监测结果对重力加速度进行修正。
用单摆测定重力加速度实验注意事项及误差分析
用单晃测定沉力加速度真验注意事项及缺面分解之阳早格格创做1、真验本理 单晃的偏偏角很小(小于010)时,其晃动可视为简谐疏通,晃动周期为2LT g π=,由此可得224g L T π=.从公式不妨瞅出,只消测出单晃的晃少L 战晃动周期T ,即可估计出当天的沉力加速度.2、注意事项⑴真验所用的单晃应切合表里央供,即线要细、沉、没有伸少,晃球要体积小品量大(稀度大),而且偏偏角没有超出010.⑵单晃悬线上端要牢固,即用铁夹夹紧,免得晃球晃动时晃线少度没有宁静.⑶晃球晃动时,要使之脆持正在共一个横曲仄里内,没有要产死圆锥晃,如图1所示.若产死的圆锥晃的晃线与横曲目标的夹角为α,则晃动的周期为cos 2L T g απ=,比相共晃少的单晃周期小,那时测得的沉力加速度值比尺度值大.⑷估计单晃振荡次数时,以晃通过最矮位子时举止计数,且正在数“整”的共时按下秒表,启初计数.那样不妨减小真验缺面.⑸为使晃少丈量准确,进而减小真验缺面,正在没有使用游标卡尺丈量晃球曲径的情况下,可用刻度尺按图2量出1L 战2L ,再由121()2L L L +=估计出晃少.3、缺面分解⑴本真验系统缺面主要根源于单晃模型自己是可切合央供,即:悬面是可牢固,是单晃仍旧复晃,球、线是可切合央供,振荡是圆锥晃仍旧正在共一横曲仄里内振荡以及丈量哪段少度动做晃少等等.只消注意了上头那些圆里,便不妨使系统缺面减小到近近小于奇然缺面而忽略没有计的程度.⑵本真验奇然缺面主要去自时间(即单晃周期)的丈量上.果此,要注意测准时间(周期).要从晃球通过仄稳位子启初计时,并采与倒计时的要领,没有克没有及多记振荡次数.为了减小奇然缺面,应举止多次丈量而后与仄稳值.⑶本真验中少度(晃线少、晃球的曲径)的丈量时,读数读到毫米位即可(纵然用卡尺测晃球曲径也需读到毫米位).时间的丈量中,秒表读数的灵验数字的终位正在“秒”的格中位即可.4、真验数据处理要领⑴供仄稳值法正在本真验中要改变晃少, 并举止多次丈量,以供沉力 加速度g 的仄稳值,如左表.⑵图象法① 图象法之一:2T -L 图象② 根据2L T g π=得:224T L g π=,做出2T -L 图象,供出斜率k ,则24g k π=. ②图象法之二:L -2T 图象次数 1 2 3 4 仄稳值 L Tg3所示5、真例分解例1、利用单晃测沉力加速度时,为了使真验截止尽大概准确,应采用下列哪一组真验器材?()A、乒乓球、丝线、秒表、米尺B、硬木真心球、细绳、闹钟、米尺C、铅量真心球、细绳、秒表、米尺D、铁量真心球、丝线、秒表、米尺剖析:单晃是理念化模型,晃球应品量大、体积小,晃线应细,且没有成伸少,所以D选项精确.例2、针对付用单晃测沉力加速度的真验,底下百般对付真验缺面的做用的道法中精确的是()A、正在晃少战时间的丈量中,时间的丈量对付真验缺面做用较大B、正在晃少战时间的丈量中,少度的丈量对付真验缺面做用较大CD公认值偏偏大剖析:对付于单晃测沉力加速度的真验,沉力加速度的表白式224l g T π=,由于与周期是仄圆闭系,它若有缺面,正在仄圆后会更大,所以时间的丈量做用更大些,A 选项精确;其余,如果振荡次数普遍了一次,会制成周期的丈量值变小,沉力加速度值变大,C 选项精确;若当晃少已加小球的半径,将使晃少的丈量值变小,g 值变小,D 选项过失.综上所述,精确问案为AC 选项.例3、二个共教干“利用单晃测沉力加速度”的真验:⑴甲共教测得g 值变小,其大概本果是( )A 、测晃线万古,晃线推得过紧B 、晃线已系牢,晃动中紧张了C 、考查中误将49次齐振荡次数记为50次D 、考查中误将51次齐振荡次数记为50次⑵乙共教干真验时,一时找没有到晃球,便用沉锤代替晃球,二次分别用分歧的晃少干真验,测晃万古只测晃线少,其少度分别为1l 战2l ,并相映测出其周期为1T 战2T ,要用上述丈量的数据精确估计出g 值,那么他估计沉力加速度的表白式应为:g =.剖析:⑴由224l g T π=,若g 偏偏小,则l 丈量值比真正在值小或者T丈量值比真正在值大,故BD 选项精确.⑵设沉锤的等效半径为r ,由224l g T π=,得21214()l r g T π+=,22224()l r g T π+=.由以上二式解得:21222124()l l g T T π-=-.例4、正在利用单晃测定沉力加速度的考查中,某共教测出了多组晃少战疏通周期,根据真验数据,干出了2T —l 的闭系图象如图1所示.⑴该共教考查中出现的过失大概是( )⑵虽然考查中出现了过失,但是根据图象中的数据,仍可算出准确的沉力加速度,其值为2m s .剖析:⑴根据周期公式2l T g π=得:224T l g π=,从公式上不妨瞅出2T 与l 成正比,如图2中的a 图线;如果漏加小球半径则公式应为:224()T l r g π=+,如图2中的c 图线;如果多加小球半径则公式应为:224()T l r g π=-,如图2中的b 图线.通过以上分解不妨瞅出该共教考查中出现的过失大概是漏加了小球半径.⑵由上述分解不妨瞅出,无论是漏加小球半径仍旧多加小球半径,正在2T —l 图象中图线的斜率是没有变的.由图1不妨瞅出24.00 4.00.990.01k s m -==+,所以沉力加速度22244 3.149.874.0g m s k π⨯===. 坚韧训练:1、正在“用单晃测定沉力加速度”的考查中,下列闭于缺面分解的道法精确的是( )A 、丈量中的周期爆收的缺面,对付测g 值做用较大B 、测晃万古已加晃球半径,使测g 值偏偏小C 、沉复频频真验,分别供晃少战周期的仄稳值,那样所得g 值缺面便缩小了D、考查中产死了火仄里内的圆锥晃式疏通,测得g值偏偏小2、正在“用单晃测定沉力加速度”的考查中,甲共教绘的L-2T 图象如图3中a图线,乙共教绘的L-2T图象如图3中b图线,图线没有过本面的本果是甲;乙.3、将一单晃拆置横曲悬挂于某一深度为h(已知)且启心背下的小筒中(单晃的下部分露于筒中),如图4甲所示,将悬线推离仄稳位子一个小角度后由停止释搁,设单晃晃动历程中悬线没有会遇到筒壁,如果本考查的少度丈量工具只可丈量出筒的下端心到晃球球心之间的距离l,并通过改变l而测出对付应的晃动周期T,再以2T为纵轴、l为横轴做出函数闭系图象,那么便不妨通过此图象得出咱们念要丈量的物理量.⑴现犹如下丈量工具:A、时钟;B、秒表;C、天仄;D、毫米刻度尺.本真验所需的丈量工具备;⑵如果考查中所得到的2T—l的闭系图象如图4乙所示,那么真真的图象该当是a、b、c中的;⑶由图象可知,小筒的深度h=cm;当天沉力加速度g=2m s.坚韧训练参照问案:1、AB2、多加了小球半径、漏加了小球半径3、⑴BD ⑵a⑶。
实验用单摆测定重力加速度(精)知识讲解
5、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1m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2cm;
• ②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;
• ②测摆线的长度用 ,要求准确到 ,
Hale Waihona Puke 测小球直径用 ,要求准确到 ,
测量摆动30-50次时间用
。
• ③此外,还需要配备 和 。
2、某同学测定的g的数值比当地公认 值大,造成的原因可能是 。
• ①摆球质量太大了; • ②摆长太长了; • ③摆角太大了(摆角仍小于10°); • ④量摆长时从悬点量到球的最下端; • ⑤计算摆长时忘记把小球半径加进去; • ⑥摆球不是在竖直平面内做简谐振动,而是
期; • F、在平衡位置启动秒表,并开始计算,当摆
球第30次经过平衡位置时制动秒表,若读数 为t,则T=t/30。
•
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• ③注意摆动时摆角不能过大; • ④摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不
要形成圆锥摆; • ⑤测量就从球通过平衡位置时开始计时,因为在此位
置摆球速度最大,易于分辨小球过此位置的时刻。
第二课时:实验操作课
• 一、学生分组实验
• 二、相关练习题
• 1、测定重力加速度时:
• ①摆球就选用 ,摆线宜选用 。
做圆锥摆运动; • ⑦计算周期时,将(n-1)次全振动误记为n
次全振动;
3、为了提高周期的测量精度,下列哪些 做法是可取的?
实验:用单摆测定重力加速度
实验:用单摆测定重力加速度
实验:用单摆测定重力加速度是一种测量重力加速度的常用实验。
它利用物理学中的摆的基本原理来计算重力加速度,即摆的运动方程式。
在实验中,首先要准备一根长度为L的单摆,其中L 代表摆的长度,接着将该单摆的一端固定在一个固定的点上,另一端则会作绕其固定点的摆动运动。
然后,我们就可以通过观察摆的摆动时间周期T,以及摆的长度L来计算重力加速度g,其计算公式为:g=4π2L/T2。
最后,实验中可能会遇到干扰因素,比如风、温度等,我们可以采取相应的措施来抑制这些干扰因素,以使测量结果更加准确。
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图 中 读 出 长 度 L 一 8 . o m ,则 摆 长 £一 8 4 c
84 一 一7om短 是 针一 是6, 8o 号 84c.针 分 ,格 0长 .L . s
针 是 秒 针 , 针 又 指 1 . , 秒 表 读 数 是 t 6 + 长 5 2S 故 一 0S 1 . = 7 . . 摆 周 期 T- 5 2s 5 2s单 - t_ s 1 一
次 通 过 最 低 点 时 , 下 秒 表 开 始 计 时 , 时 将 此 次 通 按 同 过最 低点作 为第 一 次 , 着 一 直数 到摆 球 第 6 接 0次 通 过 最 低 点 时 , 秒 表 停 止 计 时 . 出 这 段 时 间 f 算 出 按 读 ,
单 摆 的 周 期 T- ; -
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高 考先体 验
●
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B.周 期 应 为 摆 球 完 成 1次 全 振 动 的 时 间 , 步 故
学习单摆测定重力加速度 实验必须弄清的几个问题
骤 B 中 最 后 一 句 应 改 为 “ 出 振 动 的 周 期 T一 算
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铅质 实心球 、 绳 、 表 、 尺 ; 粗 秒 米 铁 质 实 心 球 、 线 、 表 、 尺 丝 秒 米
正 确 选 择 实 验 器 材 能 考 查 学 生 对 实 验 原 理
≮ 自例 2 利用单摆测重力加速度 时, 为了使实验
结 果尽可 能准 确 , 列实验 器材应 选择 的是 ( 下 ) .
湖 北 陈 宏
单 摆 在 摆 角 很 小 ( 于 1 。 时 , 摆 可 以 看 做 是 小 0) 其
.
§例 1 一 位 同 学 用 单 摆 做 测 量 重 力 加 速 度 的 实 验 . 将 摆 挂 起 后 , 行 了如 下 步 骤 : 他 进 A B 测 摆 长 L: 米 尺 量 出 摆 线 的 长 度 ; 用 测 周 期 T: 摆 球 拉 起 , 后 放 开 . 摆 球 某 将 然 在
的字母 , 加 以改正 . 并 ( 要 求进 行误 差计算 ) 不 .
析
A.要 用 卡 尺 测 摆 球 直 径 d, 长 L 等 于 摆 摆 线 长 加 d/ . 2
宿命 论 是 那 些缺 乏 意 志 力 的 弱 者 的借 口. 一 罗 曼 ・罗兰
维普资讯
一
用摆长 L和周 期 T计算 重力 加速 度 的公式 是 g ; 已 知 摆 球 直 径 为 2 O I , 刻 度 尺 的 零 点 若 . 0 C I让 T 对 准 摆 线 的 悬 点 , 线 竖 直 下 垂 , 图 1所 示 , 单 摆 摆 如 则 摆 长 是 摆 动 周 期 是 C I如 果 测 定 了 4 I; T 0次 全 振 动 的 时 间 , s 单 摆 的 .
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C
将 所 测 得 的 L 和 T 代 入 单 摆 的 周 期 公 式
88 s.
T 2 詈, 一 算出g将它 实验 最 , 作为 的 后结果写 入报
告 中去 . 指 出 上 面 步 骤 中 遗 漏 或 错 误 的 地 方 , 出该 步 骤 写
数 据 处 理 是 对 原 始 实 验 记 录 的 科 学 加 工 . 过 数 通 据 处 理 , 们 往 往 可 以 从 一 堆 似 乎 毫 无 联 系 的 数 据 中 我 找 出 内 在 的 规 律 , 物 理 学 中 只 要 求 掌 握 数 据 处 理 的 在 最简单 的方 法. 验数 据的处 理方 法有 : 析法 、 表 实 解 图 法 和图象法 . 实 验 除 了用 教 材 上讲 的用 解 析 法外 , 本
— —
定 的 实 际 意 义 , 此 被 选 为 中 学 物 理 的 重 要 力 学 实 因
验 . 面 从 对 高 考 试 题 的 分 析 来 谈 谈 学 习 单 摆 测 定 重 下
力 加 速 度 实 验 必 须 弄 清 的 几 个 问题 .
如 图 1中 秒 表 所 示 , 秒 表 读 数 是 那 S .
为 当 地 重 力 加 速 度 , 此 可 得 g一 —rL 据 此 , 要 测 由 4' . 7 只
.
答 案 D.
出 摆 长 L 和 周 期 T, 可 计 算 出 当 地 重 力 加 速 度 g 的 就
#例 3
在 做 “ 单 摆 测 定重 力加 速 度 ” 验 时 , 用 实
数 值 . 于单 摆 测 定 重 力 加 速 度 实 验 简 便 易 做 , 有 由 且
根据 实验 仪器或 装置 的使 用规 则及 实 验要 求 , 确 定操作顺 序 , 考 查 学 生 动 手 实验 能 力 的好 方 法 , 是 因 此 高 考 中 常 用 这 类 试 题 来 考 查 同 学 们 在 中 学 到 底 做 了实验 没有.
。
一. _
⑤
霹 析由摆 周 公 T2 ,g 单 的期式 一 得一
C.实 验 测 量 都 有 偶 然 误 差 , 以 应 该 测 量 多 次 所
求 平 均 值 . 骤 C 后 面 应 再 加 上 : 变 摆 长 , 复 前 面 步 改 重
步 骤 再 测 量 几 次 , 出 重 力 加 速 度 g 的 平 均 值 作 为 实 求
验 的最后 结果 .
物 理 实 验 都 需 要 一 定 的 实 验 器 材 , 据 实 验 原 理 根