高中物理必修课有空气阻力时的重力加速度测定
第6讲 实验专题(一)测量重力加速度高一物理同步课程讲义15讲(人教版必修第一册)
高一上物理（必修一）秋季课程讲义（共15讲）第6讲实验专题测量重力加速度（含答案及详解）一．知识要点知识点1 测量重力加速度根据△x=aT2,利用逐差法，由x m-x n=(m-n)aT2,求出多个加速度值，然后求二．习题演练例11．研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示，其中斜面倾角θ可调．打点计时器的工作频率为50Hz．纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出．①部分实验步骤如下：A．测量完毕，关闭电源，取出纸带．B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连．D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：（用字母填写）．②图（b）中标出的相邻两计数点间的时间间隔T=s．③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5=．④为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=．【解答】解：①在实验过程中应先固定打点计时器，再放置小车，然后打开电源，最后释放小车，所以正确的顺序是DCBA。
②每隔4点或每5个点取一个计数点时，相临计数点的时间间隔均为0.1 s。
③根据确定时间段内的平均速度等于中点时刻的瞬时速度可得，v5＝。
④当有6组数据时，应采用逐差法计算加速度：a＝。
故答案为：①DCBA②0.1③④2.图为用曝光时间△t已知的相机在真空实验室拍摄的羽毛与苹果同时开始下落的局部频闪照片．①这个实验表明：如果我们可以减小对物体下落运动的影响，直至其可以忽略，那么轻重不同的物体下落的程度将会相同；②利用图片提供的信息可以求出当地的重力加速度值g．下列各计算式中，唯一正确的是g=（填选项前的字母）．A. B.C. D.．【解答】解：①在实验中，如果没有空气阻力，物体下落的快慢相同，故减小阻力度物体的影响，轻重不同的物体下落的快慢相同；②由△x＝at2可得：a＝，故D正确；故答案为：①阻力，快慢；②D．自练11.图示为一小球做自由落体运动的频闪照片的一部分，频闪的频率为f，图中背景方格的边长均为L．根据题给条件可以求出当地的重力加速度大小为．【解答】解：周期T＝根据相邻相等时间内位移之差等于常数可知L＝gT2，故g＝A点的瞬时速度B点的速度为从A到B重力做功W＝mg•18L，动能的变化量为，故g＝Lf2即可判断机械能守恒故答案为：Lf2，Lf22.某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示．倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球．手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球．当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落…．这样，就可测出多个小球下落的总时间．（1）在实验中，下列做法正确的有．A．电路中的电源只能选用直流电源B．实验前应将M调整到电磁铁的正下方C．用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D．手动敲击M的同时按下秒表开始计时（2）某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间△t磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差△t，这导致实验误差．为此，他分别取下落高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间T1和T2，用此法（选填“能”或“不能”）消除△t对本实验的影响．请利用本小题提供的物理量求得重力加速度的表达式：g=．【解答】解：（1）A、M与触头接触期间，电磁铁应保持磁性存在，故电源用直流电源和交流电源均可，故A错误；B、实验中要通过小球撞击M断开电路来释放下一小球，故M必须在电磁铁正下方，故B正确；C、小球下落的高度应为电磁铁下端到M的竖直距离减去小球直径，故C错误；D、手敲击M瞬间，小球l即开始下落，故应同时开始计时，故D正确．故选：BD．（2）由自由落体运动的规律可得：，，联立方程可解得：，因此可以消去△t对实验结果的影响．故答案为：（1）BD；（2）能，．3.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁，如图（a）所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图（b）记录了桌面上连续6个水滴的位置．（已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴）（1）由图（b）可知，小车在桌面上是（填“从右向左”或“从左向右”）运动的．（2）该小组同学根据图（b）的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图（b）中A点位置时的速度大小为m/s，加速度大小为m/s2．（结果均保留2位有效数字）【解答】解：（1）由于用手轻推一下小车，则小车做减速运动，根据桌面上连续6个水滴的位置，可知，小车从右向左做减速运动；（2）已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴，那么各点时间间隔为：T＝s＝s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：v A＝m/s＝0.19m/s，根据匀变速直线运动的推论公式△x＝aT2可以求出加速度，得：a＝m/s2＝﹣0.037 m/s2，那么加速度的大小为0.038 m/s2。
重力加速度的测定
重力加速度的研究一、单摆法实验内容1．学习使用秒表、米尺。
2．用单摆法测量重力加速度。
教学要求1.理解单摆法测量重力加速度的原理。
2.研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。
3.学习在实验中减小不确定度的方法。
实验器材单摆装置（自由落体测定仪）秒表钢卷尺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，最大值与最小值相差约1/300。
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察。
伽利略在比萨大教堂内观察一个圣灯的缓慢摆动，用他的脉搏跳动作为计时器计算圣灯摆动的时间，他发现连续摆动的圣灯，其每次摆动的时间间隔是相等的，与圣灯摆动的振幅无关，并用实验证实了观察的结果，为单摆作为计时装置奠定了基础。
这就是单摆的等时性原理。
应用单摆来测量重力加速度简单方便，因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质，即决定于重力加速度g和摆长L，只需要量出摆长，并测定摆动的平均周期，就可以算出g值。
实验原理单摆是由一不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。
在摆长远大于球的直径，摆球质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆球即在平衡位置左右往返作周期性摆动，如图2-1所示。
图2-1 单摆原理图摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力，f 指向平衡位置。
当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f 也可近似地看作沿着这一直线。
设摆长为L ，小球位移为x ，质量为m ，则 sin θ=L xf=psin θ=-mg L x =-m L gx （2-1）由f=ma ， 可知 a=-Lgx式中负号表示f 与位移x 方向相反。
高中物理 第十一章 机械振动 实验：用单摆测定重力加速度学案 新人教版选修3-4-新人教版高中选修3
实验：用单摆测定重力加速度1．学会用单摆测定当地的重力加速度。
2．能正确熟练地使用游标卡尺和秒表。
一、实验原理单摆在摆角很小(不大于5°)时的运动，可看成简谐运动。
根据单摆周期公式□01T＝2πlg，有g＝□024π2lT2，通过实验方法测出摆长l和周期T，即可计算得到当地重力加速度g的值。
二、实验器材带小孔的小金属球；长1 m左右的细尼龙线；铁夹；铁架台；游标卡尺；毫米刻度尺；秒表。
三、实验步骤(1)让细线穿过球上的小孔，在细线的穿出端打一个比孔稍大一些的线结。
(2)把细线上端固定在□01铁架台上，使摆球自由下垂，制成一个单摆。
(3)用刻度尺测量单摆的摆长(摆线静止时从悬点到□02球心间的距离)。
(4)把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角小于等于□035°，再释放小球。
当摆球摆动稳定以后，过□04最低点位置时，用秒表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期。
(5)改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格。
课堂任务 测量过程·获取数据仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动1：本实验的研究对象是谁？要得到什么数据？提示：本实验的研究对象是单摆，通过测量其周期与摆长从而得到当地的重力加速度。
活动2：如何制做如图甲所示的单摆？提示：取约1 m 长的细线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂。
活动3：怎样测量摆长？提示：从悬点到球心的距离是摆长。
用米尺量出摆线长L (精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ＝L ＋D2。
活动4：怎样测量周期？提示：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于等于5°)，然后释放小球，记下单摆全振动30次或50次的总时间，算出全振动一次的时间，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。
高中物理实验测量重力加速度
高中物理实验测量重力加速度在高中物理的学习中，测量重力加速度是一个非常重要的实验。
通过这个实验，我们不仅能够更深入地理解重力的概念，还能掌握实验设计和数据处理的方法，提高我们的科学探究能力。
重力加速度，通常用字母“g”表示，它是一个常量，但在不同的地理位置会有微小的差异。
在地球表面，其平均值约为 98m/s²。
测量重力加速度的实验方法有多种，其中比较常见的有单摆法、自由落体法和滴水法等。
单摆法是一种较为经典的方法。
实验中，我们将一个小球用一根不可伸长、质量可忽略不计的细线悬挂起来，构成一个单摆。
让单摆做小角度摆动（一般小于 5 度），此时单摆的运动可以近似看作简谐运动。
根据单摆的周期公式 T ＝2π√（L/g)，其中 T 是单摆的周期，L 是摆长。
我们只要测量出单摆的摆长 L 和周期 T，就可以计算出重力加速度 g。
在测量摆长时，要注意从悬点到小球重心的距离才是真正的摆长。
测量周期时，为了减小误差，我们通常测量多个周期的总时间，然后除以周期的个数，得到单个周期的时间。
自由落体法也是常用的测量重力加速度的方法之一。
在这个实验中，我们让一个重物从高处自由下落，利用打点计时器或者光电门等仪器来记录重物下落的时间和位移。
假设重物下落的高度为 h，下落的时间为 t。
根据自由落体运动的位移公式 h ＝ 1/2gt²，可得 g ＝ 2h/t²。
在这个实验中，要保证重物下落的初速度为零，下落过程中不受空气阻力等因素的影响。
同时，测量高度和时间时要尽量准确，以减小误差。
滴水法测量重力加速度相对来说比较巧妙。
让水一滴一滴地从水龙头滴下，在水龙头正下方放一个盘子，调节水龙头，使水滴从静止开始下落，并且在前一滴水滴到达盘子时，后一滴水滴恰好开始下落。
通过测量相邻两滴水之间的时间间隔和水滴下落的距离，利用相关公式计算出重力加速度。
在进行这些实验时，误差的分析和控制是非常重要的。
比如在单摆法中，摆线的质量、摆角的大小、测量摆长和周期时的误差等都会影响实验结果；在自由落体法中，空气阻力、打点计时器的打点频率误差等也会对结果产生影响。
高中物理重要实验讲解教案
高中物理重要实验讲解教案
实验名称：测量重力加速度
实验目的：通过实验测量重力加速度的数值，加深学生对于重力的理解。
实验原理：在地球表面附近，物体所受重力的大小可以通过重力加速度g来表示，g≈9.8 m/s²。
利用自由落体运动的规律可以测量重力加速度的大小。
实验器材：自由落体装置、计时器、测量尺、小球
实验步骤：
1. 将自由落体装置架设好，确保小球可以在装置上自由落下。
2. 在离开地面一定高度的位置释放小球，同时开启计时器。
3. 当小球落地时，停止计时器，记录下时间t。
4. 重复进行多次实验，取平均值为最终结果。
实验数据处理：
1. 计算小球自由落体的时间t。
2. 利用自由落体运动的公式：h = 1/2 * g * t²，求出重力加速度g的大小。
实验注意事项：
1. 实验过程中要注意安全，避免小球和仪器的损坏。
2. 实验结果应取多次实验的平均值，减少误差。
3. 实验结束后要及时清理仪器，保持实验台整洁。
实验结果分析：
通过实验测量得到的重力加速度应接近于地球表面的标准值9.8m/s²，如果实验结果有较大偏差，应检查实验操作是否正确并重新进行实验。
实验总结：
通过本次实验，我们成功测量了重力加速度的数值，加深了对重力的理解。
同时，实验过程中我们也学到了如何进行实验设计和数据处理的方法，提高了我们的实验能力。
愿同学们在未来的物理学习中能够不断探索、不断前进，掌握更多的物理知识。
重力加速度的精确测量与研究-光电门
重力加速度的精确测量与研究光电门-论文网论文摘要：本文在总结传统测量重力加速度方法的基础上，通过搭建新的实验装置，探究一种新的测量重力加速度的方法。
该方法具有操作方便、简单的优点，并且提高了实验数据精确度，符合探究式学习的教育理念。
论文关键词：自由落体,重力加速度,光电门,瞬时速度引言重力加速度是物理学中的一个重要参量，在实际工作中，常常需要知道重力加速度的大小。
重力加速度的测定是个传统的实验，其实验方法通常有落体法测量重力加速度、用摆测量重力加速度和用液体测量重力加速度。
其中落体法测量重力加速度又可分为自由落体法、气垫导轨法、斜槽法等。
每种方法都有各自的优缺点，测量结果的精确度也不尽相同，但总体来说所测出的实验数据精确度普遍较低。
传统的用光电门测量重力加速度时，通常存在多次测量时小球高度不固定、挡光部分不相同等缺点，并且用小球作重物时经过光电门因偏心引起的会引起误差。
为了提高测量结果的精确度，本文采用自己搭建的实验装置（如图一）进行实验，该装置操作方便简单，原理易懂，并且较好的避免了多次测量时小球高度不固定、挡光部分不相同等缺点，用挡光纸片代替小球挡光，避免了用小球作重物时经过光电门因偏心引起的误差。
且本实验有较高的可重复性，为多次测量求平均值提供了客观条件。
1.实验装置设左侧空气中小球质量为m,上端用细绳通过挂钩连接砝码的质量为；光电门固定在左侧的铁架台上，并与电脑计时器连接；细绳上悬挂一个质量可以忽略的挡光纸片（其结构如图2所示），位置可以移动，纸片的左边缘与光电门的距离就是小球在空气中的下降距离。
释放装置固定在右侧铁架台上，释放时用薄口刀片在其下部沿尖端方向迅速刮出，可以较好的实现零速释放。
实验证明，该方法具有较好的稳定性和重复性。
图1实验装置计数器所测得的时间就是纸片的有效距离△L通过光电门的时间。
当△L足够小的时候，就可用纸片在光电门处通过△L的平均速度代替其瞬时速度。
实验中制作的纸片中△L=1.6mm，纸片和细线的质量忽略不计，△L电脑计时器的计时精度为0.01ms。
备战2020年高考物理实验专题复习《测定重力加速度》(解析版)
《测定重力加速度》一、实验题1.某学习小组为了测当地重力加速度，根据手头器材，设计如下实验。
一较长铁质窄薄板用细线悬挂。
在其下方端附近，固定一小电动机，电动机转轴固定一毛笔。
电动机可使毛笔水平匀速转动。
调整薄板与毛笔尖端的距离，可使墨汁画到薄板上留下清晰的墨线，如图甲所示。
启动电动机，待毛笔连续稳定转动后，烧断细线，薄板竖直下落。
图乙是实验后，留有清晰墨线的薄板。
取底端某清晰的墨线记为O，每隔4条墨线取一计数线，分别记为A、B、C、D。
将毫米刻度尺零刻线对准O，依次记录A、B、C、D四位置读数为、、、，已知电动机转速为。
求：以上刻度尺读数有一数值记录不规范，正确记录值应为_______cm。
相邻计数线之间的时间间隔为________s。
根据以上数据，测得当地重力加速度为________。
结果保留三位有效数字2.某同学用图所示的装置测定重力加速度：电源频率为电火花打点计时器的工作电压为_________V，打点周期是___________s。
打出的纸带如图所示，实验时纸带的_______端应和重物相连接。
选填“左”或“右”纸带中间选取连续的几个点点至E点，测出它们到第一个点O点间的距离，由纸带上所给的数据可计算出实验时重锤的加速度为__________结果保留三位有效数字．当地的重力加速度数值为，请列出测量值与当地重力加速度的实际值有差异的一个原因_____________________________________________________。
3.某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验．甲同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，将电火花计时器固定在铁架台上，把纸带的下端固定在重锤上，纸带穿过电火花计时器，上端用纸带夹夹住，接通电源后释放纸带，纸带上打出一系列的点，所用电源的频率为，实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点．纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，已知重锤的质量为，当地的重力加速度为，从起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为______J，重锤动能的增加量为__________J，从以上数据可以得到的结论是__________结果保留3位有效数字．乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度．他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图所示的图线．由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，在实验的操作上其原因可能是__________乙同学测出该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g__________选填“大于”、“等于”或“小于”．丙同学用如图所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律，由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L，窄遮光板的宽度为d，窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为、，滑块在气垫导轨上运动时空气阻力不计，为验证机械能守恒定律，还需测量的物理量是，机械能守恒的表达式为4.某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图1所示，实验器材有铁架台、光电计时器、小钢球等，铁架台上端固定一个电磁铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．先将光电门固定在A处，光电计时器记录下小球经过光电门的时间，量出小球释放点距A的距离为，测出小球的直径远小于则小球运动到光电门处的瞬时速度，当地的重力加速度为用题中所给字母表示，若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为，请你判断此时光电门距A处的距离______用中所给字母表示由于直尺的长度限制，该同学改测光电门位置与其正上方固定点图中未画出之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间移动光电门在竖直杆上的位置，进行多次实验，利用实验数据绘制出如图2所示的图象，已知图象斜率为k，纵截距为b，根据图象可知重力加速度______。
重力加速度的测定
重力加速度的测量摘要：在高中物理的学习中有多种测量重力加速度的方法，如：“滴水法测量重力加速度”、“利用机械能守衡测量重力加速度”等等，本文介绍利用 “单摆”、“复摆”、“弹簧振子”、“气垫导轨测定”这四种方法测量重力加速度。
关键词：单摆 复摆 弹簧振子 气垫导轨 重力加速度 周期一、引言：在本实验中，用以下四种方法测量重力加速度，将其所测结果进行比较并得出较为精确的测量方法及其测量值。
二、实验内容：实验目的：1． 掌握用单摆，复摆，弹簧振子，气垫导轨测定当地的重力加速度的方法。
2． 学习所涉及仪器的使用方法。
3． 了解不同测量方法的特点及精度。
方法一：单摆法应用单摆来测量重力加速度是实验室常用的一种方法, 其方法简单方便, 因为单摆的振动周期是决定于振动系统本身的性质, 即决定于重力加速度g 和摆长l , 只需要量出摆长l , 并测定摆动的周期T,根据单摆小球做接近简谐振动时的周期2T =g 值。
实验原理 ：如图（1）所示，当单摆的摆角很小（小于50）时，可看作简谐运动，其固有周期为2T π=由公式可得224g l T π=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 。
实验器材：长约1米的细线、小铁球、铁架台（连铁夹）、米尺、秒表。
实验步骤（1）将细线的一端穿过铁球上的小孔并打结固定好，线的另一端固定在铁架台上，构成一个单摆。
（2）用毫米刻度的米尺测定单摆的摆长l （摆线静挂时从悬挂点到球心的距离）。
（3）让单摆摆动（摆角小于50），测定n （30）次全振动的时间t ，用公式求出单摆的平均周期T ；（4）用公式224g l T π=算出重力加速度g 。
实验数据记录、处理：05167.01)(512=-'-'=∑='n L L S i i L cm ；30332.01)(512=--=∑=n D D S i iD cm米尺m 0.05c =∆仪 ；0719.022=∆+=''仪L L S σcm 游标卡尺002cm .0=∆仪 ；30332.022=∆+=仪D D S σcm)072.0567.65(±=±'=''L L L σcm ；)30.019.15(D D D ±=±=σcm168.0)21(22=+='D L L σσσcm ；)168.0327.66(L ±=±=L L σcm 单摆周期数据处理：s 001.0=∆仪 ；=--=∑=1)(512n T T S i iT 0.0021s=∆+=22T T S 仪σ0.0023s ； =±=T σT T （1.635±0.0023）s求得g 的近似值：==224T L g π978.48cm/s 2003786.02E 2=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=T L T L g σσ ；g g E g ⋅=σ=3.71实验结论：=±=g g g σ2/71.348.978s cm ）（± 。
高中物理实验教案：测量重力加速度的实验设计
高中物理实验教案：测量重力加速度的实验设计引言大家好！在高中物理学习中，实验是非常重要的一部分。
通过实验，我们可以亲自参与，观察和探索物理现象，提高我们的实践能力和科学素养。
在这篇文章中，我将为大家介绍一种测量重力加速度的实验设计，帮助大家掌握这个重要概念。
为什么要测量重力加速度？重力加速度是指物体受到地球引力作用下的加速度。
在我们日常生活中，我们经常会遇到一些需要准确测量重力加速度的情况，比如建筑设计、交通工程等。
因此，我们需要掌握测量重力加速度的方法。
实验目的本实验的主要目的是通过测量自由下落物体的加速度，间接测量重力加速度，并加深对重力加速度概念的理解。
实验原理实验原理主要有两个方面：自由下落实验和运动学方程。
自由下落实验自由下落实验是指让物体在不受其他力作用下自由下落的实验。
在地球上，这时物体只受到重力的作用，因此可以间接测量重力加速度。
运动学方程运动学方程是描述物体运动的关系式。
对于自由下落实验来说，我们可以使用以下两个运动学方程： 1. 下落距离公式：s=1gt2，其中s为下落距离，g为重2力加速度，t为物体下落时间。
2. 平均速度公式：v=gt，其中v为下落物体的平均速度，g为重力加速度，t为物体下落时间。
实验材料和仪器•尺子或测量长度的仪器•秒表•容器（如透明塑料杯）•物体（如半球形金属块）实验步骤步骤1：准备实验材料和仪器•准备一个透明塑料杯，并用尺子或测量长度的仪器测量其高度。
•准备一个半球形金属块，并用尺子或测量长度的仪器测量其直径。
•准备一个秒表。
步骤2：设置实验装置•将透明塑料杯竖直放置在光滑平面上，确保其稳定。
•将半球形金属块放置在塑料杯的顶部。
步骤3：进行实验•按下秒表的计数按钮，并同时释放半球形金属块，使其自由下落。
•在半球形金属块触底时，停止秒表，并记录下落时间。
•重复上述步骤多次，取平均值以提高实验结果的精确性。
步骤4：计算重力加速度•根据下落时间和透明塑料杯的高度，计算半球形金属块的下落距离。
物理人教版高中选择性必修一(2019年新编)2-5 实验：用单摆测量重力加速度(教案)
§2-5 实验：用单摆测量重力加速度一、学习目标1.进一步理解单摆做简谐运动的条件和单摆周期公式中各量的意义.2.学会利用单摆的周期公式测量重力加速度． 二、学习过程 【知识点】 一、实验思路 由T ＝2πl g ，得g ＝4π2lT2，则测出单摆的摆长l 和周期T ，即可求出当地的重力加速度． 二、实验器材铁架台及铁夹，金属小球(有孔)、停表、细线(1 m 左右)、刻度尺、游标卡尺． 三、物理量的测量1．让细线穿过小球上的小孔，在细线的穿出端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆． 2．将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，把单摆上端固定在铁夹上，使摆线自由下垂．在单摆平衡位置处做上标记．3．用刻度尺量出悬线长l ′(准确到mm)，用游标卡尺测出摆球的直径d ，则摆长为l ＝l ′＋d2.4．把单摆拉开一个角度，角度小于5°，释放摆球．摆球经过最低位置时，用停表开始计时，测出单摆完成30次(或50次)全振动的时间，求出一次全振动的时间，即为单摆的振动周期． 5．改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格． 四、数据分析1．公式法：每改变一次摆长，将相应的l 和T 代入公式g ＝4π2lT 2中求出g 值，最后求出g 的平均值．设计如下所示实验表格实验 次数 摆长l /m周期T /s重力加速度 g /(m·s －2)重力加速度g 的 平均值/(m·s －2) 1 g ＝g 1＋g 2＋g 332 32.图像法：由T ＝2πl g 得T 2＝4π2gl ，以T 2为纵轴，以l 为横轴作出T 2－l 图像(如图1所示)．其斜率k ＝4π2g，由图像的斜率即可求出重力加速度g .五、注意事项1．选择细而不易伸长的线，长度一般不应短于1 m ；摆球应选用密度较大、直径较小的金属球． 2．摆动时摆线偏离竖直方向的角度应很小．3．摆球摆动时，要使之保持在同一竖直平面内，不要形成圆锥摆．4．计算单摆的全振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，要测n 次全振动的时间t . 【典例】（一）实验原理与操作例题1、在做“探究单摆周期与摆长的关系”的实验时：（1）为了利用单摆较准确地测出重力加速度，可供选用的器材为______。
人教版高中物理必修1同步练习：第二章 匀变速直线运动的研究 实验探究 测定重力加速度
人教（新课标）高中物理必修1同步练习：第二章匀变速直线运动的研究实验探究测定重力加速度一、实验探究题1.疫情期间“停课不停学”，小明同学在家自主开展实验探究。
用手机拍摄物体自由下落的视频，得到分帧图片，利用图片中小球的位置来测量当地的重力加速度，实验装置如题图1所示。
（1）家中有乒乓球、小塑料球和小钢球，其中最适合用作实验中下落物体的是________。
（2）下列主要操作步骤的正确顺序是________。
（填写各步骤前的序号）①把刻度尺竖直固定在墙上②捏住小球，从刻度尺旁静止释放③手机固定在三角架上，调整好手机镜头的位置④打开手机摄像功能，开始摄像（3）停止摄像，从视频中截取三帧图片，图片中的小球和刻度如题图2所示。
已知所截取的图片相邻两帧之间的时间间隔为，刻度尺的分度值是，由此测得重力加速度为________ 。
（4）在某次实验中，小明释放小球时手稍有晃动，视频显示小球下落时偏离了竖直方向。
从该视频中截取图片，________（选填“仍能”或“不能”）用(3)问中的方法测出重力加速度。
2.某活动小组利用图甲所示装置测定重力加速度．钢球自由下落过程中，先后通过光电门A、B，计时装置测出钢球通过A、B的时间分别为t A、t B。
用钢球通过光电门的平均速度表示钢球球心通过光电门的瞬时速度．测出两光电门间的距离为h，小球的直径d。
（1）小球通过光电门A的速度是________，通过光电门B的速是________；（2）测得重力加速度为________。
（用题中字母表示）3.丁丁同学想通过频闪照相研究小球的自由落体运动，从而计算重力加速度。
如果得到的频闪照片如图，单位是厘米。
频闪的时间间隔T=0.04 s.，利用这些数据：①根据照片可以判断小球做匀加速直线运动，理由是________（请用文字描述）；②由第一问的方法求当地重力加速度g的表达式为________;③若所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值,而实验操作与数据处理均无错误,写出一个你认为可能引起此误差的原因:________。
高中物理复习专题10 测量重力加速度(精品解析版)
专题10 测量重力加速度-2021年高考物理一轮复习基础夯实专练1.（2019年全国Ⅲ）甲乙两位同学设计了利用数码相机的连拍功能测重力加速度的实验。
实验中，甲同学负责释放金属小球，乙同学负责在小球自由下落的时候拍照。
已知相机每间隔0.1 s拍1幅照片。
（1）若要从拍得的照片中获取必要的信息，在此实验中还必须使用的器材是__________。
（填正确答案标号）A．米尺B．秒表C．光电门D．天平（2）简述你选择的器材在本实验中的使用方法。
答：____________________________________________________________。
（3）实验中两同学由连续3幅照片上小球的位置a、b和c得到ab=24.5 cm、ac=58.7 cm，则该地的重力加速度大小为g=__________m/s2。
（保留2位有效数字）【答案】：（1）A （2）将米尺竖直放置，使小球下落时尽量靠近米尺（3）9.7【解析】：（1）实验需要获取小球下落位移数据，故A正确；（2）用米尺测量照片之间小球的位移，所以要使小球下落时靠近米尺；（3）根据匀变速直线运动的规律可得：2∆=t=0.1s代入数据解得g=9.7m/s2y gt2.（2018年全国Ⅲ）甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间。
实验步骤如下：（1）甲用两个手指轻轻捏住量程为L的木尺上端，让木尺自然下垂。
乙把手放在尺的下端（位置恰好处于L刻度处，但未碰到尺），准备用手指夹住下落的尺。
学科@网（2）甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子。
若夹住尺子的位置刻度为L1，重力加速度大小为g，则乙的反应时间为________（用L、L1和g表示）。
（3）已知当地的重力加速度大小为g=9.80 m/s2，L=30.0 cm，L1=10.4 cm，乙的反应时间为__________s。
（结果保留2位有效数字）（4）写出一条提高测量结果准确程度的建议：___________。
高中物理课件-测量重力加速度
3
3、用刻度尺“量”出g
4、用单摆“摆”出g
5、用水“滴”出g
四、实验表格
次数 （1） （2） （3） （4） （5）
质量 （Kg） 重力 （N） g （m/s2）
△x0 △x1
△x2
△x3
01
2
3
填
表2 重物拉着纸带在几个时刻的瞬时速度
写 位置
0
1
2
3
表
格 t/s
v/(m·s-1)
五、评价提升 本节课为了提高学生的动手能力，利用已学知识去通 过实验得出重力加速度的大小，培养学生科学求真的 意识和对物理这一门学科的这个加速度叫做自由落体加速度，也叫
重力加速度。用符号g表示，单位为 m / s2
2、大小：
与物体的质量无关。地面附近常取 g 9.8m / s2 粗略计算时，取 g 10m / s2
三、一般测量重力加速度的方法
1、用弹簧秤“称”出g 2、用打点计时器“打”出g 3、用刻度尺“量”出g 4、用单摆“摆”出g 5、用水“滴”出g
1、用弹簧秤“称”出g
2、用打点计时器“打”出g
x1
x2
1. 判断物体的运动性质：
x3
x2-x1 = x3-x2 = x4-x3 = x5-x4 = x6-x5
x4
2.逐差法求加速度：
a1
x4 x1 3T 2
x5
a2
x5 x2 3T 2
a a1 a2 a3
x6
a3
x6 x3 3T 2
2.5 测量重力加速度
一、自由落体运动
（1）定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的 运动，叫做自由落体运动。
（2）特点：①初速度 v0 0
落体运动空气阻力的实验测定方法
落体运动空气阻力的实验测定方法落体运动是物理学中的基础实验之一，而空气阻力是影响落体运动的一个重要因素。
本文将介绍一种实验测定空气阻力的方法。
1. 实验原理落体运动是指物体沿着自由下落的轨迹移动，只受到重力的作用。
然而在实际情况中，空气阻力也会对物体的运动产生影响。
空气阻力的大小与物体的速度、形状和外界环境有关，因此需进行实验测定。
2. 实验装置为了进行空气阻力的测定，我们需要准备以下实验装置：- 下垂直直线落体的装置：可以使用一根导线或细线固定物体，保证物体可以沿垂直方向自由下落。
- 大气阻力计：一个具有合适大小刻度的尺子或直尺，可作为测量空气阻力的工具。
3. 实验步骤实验的步骤如下：- 准备实验装置，并确保装置安全可靠。
- 确定物体初始的高度，并以同一高度开始多次实验。
- 记录物体自由下落经过的时间，并确保准确性。
- 在每次实验中，观察大气阻力计的读数，并记录下来。
4. 数据处理在实验中测量到的时间和大气阻力计的读数可以帮助我们获得物体的下落速度和空气阻力的大小。
数据处理的步骤如下：- 根据记录的时间，计算出物体的下落速度。
根据运动学的基本原理，v = g × t，其中v表示下落速度，g表示重力加速度，t表示下落所需的时间。
- 将大气阻力计的读数与相应的下落速度进行比较。
通过多次实验，可以得到不同速度下的阻力计读数。
- 绘制速度与阻力计读数的图表，可以得到它们之间的关系。
通过拟合曲线或数学公式，可以获得空气阻力和下落速度之间的数学关系。
5. 实验注意事项在进行实验测定时，需要注意以下几点：- 悬挂物体时，应确保其形状和质量尽量不受外界干扰。
- 记录多次实验数据，以减小误差和提高准确性。
- 保持实验环境的稳定性，避免风力等因素对实验结果的干扰。
- 在实验过程中，注意观察物体的运动状态和大气阻力计的读数，确保准确记录。
6. 结论和应用通过以上实验测定方法，我们可以获得空气阻力随下落速度的变化关系。
高中物理必修1《实验_自由落体运动测重力加速度》
v/(m/s)
O
t/ s
每两个计 数点之间 有四个点 未打出
小球的位 置
1
小球在各位 相等时间里 置的速度 的位移(cm)
相邻相等时 a= △x/T2
间里的位移 差△x（cm） (m/s2)
2
3
4
5
6
• 逐差相等：在任意两个连续相等的时间间隔T内, 位移之差是常量,即：
xx2x1aT2
推论： xxM xN(M N )a T 2
• A．0.6m B．1.0m C．1.8m D．2.4m
• 7.一个石子从高处释放,做自由落体运动,已知它在第1 s 内的位移大小是s,则它在第3 s内的位移大小是 < >
• A．5s B．7s C．9s D．3s
• 一颗自由下落的小石头,经过某点时的速度 是9.8m/s,经过另一点的时的速度是39.2m/s, 求这两点间的距离和经过这段距离所用的 时间.
验数据
每两个计数点 之间有四个点 未打出
位置 m 0
1
2
3
4
56
时间 s 0
v(m/s)
推论：1、在一段时间t内的平均速度等于这段时间中间时刻的 瞬时速度,有v1=<x1+x2>/2T, v2=<x2+x3>/2T……求出各计数 点的瞬时速度后
2、a=Δv/Δt计算出该物体做匀变速直线运动的加速度；或选好 计时起点作v-t图象,图象的斜率即为该匀变速直线运动的加速度.
• 这位同学从打出的几条纸带中,挑出较为理想的 一条纸带.开始打的第一个点标为A,随后连续的 几个点依次标记为点B、C、D、E和F,测量出各 点间的距离,如图下图所示.
用逐差相等法求加速度：a=
高中物理重力加速度
高中物理重力加速度重力加速度是物理学中一个重要的概念，它是描述物体受重力作用下加速度的量。
在地球上，重力加速度的大小约为9.8米/秒²。
那么，重力加速度是如何产生的呢？我们需要了解什么是重力。
重力是地球对物体的吸引力，它是由于地球质量较大而产生的。
根据万有引力定律，任何两个物体之间都存在万有引力，其大小与它们的质量和距离有关。
当物体处于地球表面时，由于地球质量较大，地球对物体的引力远大于其他物体对物体的引力，因此我们通常只考虑地球对物体的引力。
重力加速度是重力作用下物体的加速度，是指物体在重力作用下单位时间内速度的增加量。
在地球表面，所有物体都受到同样的重力加速度作用，即9.8米/秒²。
这意味着，如果我们将一个物体从高处自由下落，它的速度将每秒增加9.8米/秒。
当然，这是在不考虑空气阻力的情况下得出的理论值。
重力加速度的大小与物体质量无关，在相同重力场中，不论物体的质量如何，它们都会受到相同的加速度作用。
这就是为什么在真空中，一个铁球和一个羽毛在同样的高度自由下落时，它们会以相同的速度落地。
然而，在现实生活中，空气阻力会影响物体的自由下落速度，所以我们通常不会观察到这样的情况。
重力加速度的方向是向下的，垂直于地球表面。
这意味着，无论物体的运动方向如何，它都会受到重力加速度的作用。
例如，当我们将一个物体向上抛出时，它会在上升过程中逐渐减速，直至达到最高点，然后开始下落。
在整个过程中，重力加速度始终垂直于运动方向，对运动产生影响。
重力加速度的概念在物理学中有着广泛的应用。
它是研究物体自由下落、天体运动和行星轨道等问题的基础。
通过了解重力加速度，我们可以更好地理解物体运动的规律和天体运动的机制。
重力加速度是地球对物体的引力产生的加速度。
它的大小约为9.8米/秒²，方向垂直于地球表面。
重力加速度的概念在物理学中有着重要的地位，它帮助我们解释了物体自由下落、天体运动等现象。
通过深入研究和理解重力加速度，我们可以更好地掌握物理学知识，理解自然界的规律。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课题5 有空气阻力时的重力加速度测定
（本课题适用于高一物理必修课）
机型： TI —83Plus 图形计算器
其它器材准备： CBR 测距仪、专用联接线。
排球。
教学过程：
由自由落体知识可得g=2h/t 2，而用CBR （测距仪）可以方便地测量h 和t 。
问题是实际的落体运动都有空气阻力的影响，如何解决这一问题？ 一、有空气阻力下的（排球）竖直上抛运动
1．上升过程（如右上图）：设物体质量为m ，空气阻力为f 1，加速度为大小a 1。
由牛顿第二定律
mg + f 1=ma 1 （1）
2．下降过程（如右下图）：设空气阻力为f 2，加速度为大小a 2。
同
理
mg - f 2=ma 2 （2）
3．在要求不高的情况下，我们可以认为上升与下降过程中的f 1= f 2，
则由式（1）+（2）得
2
2
1a a g +=
（3）
如果我们想更精确地测定重力加速度，必须考虑空气阻力与哪些因
数有关系。
二、空气阻力与哪些因数有关？
1．可能与物体形状、大小、表面粗糙程度，物体的运动速度以及空气密度等有关。
除了速度外，其它因素我们可以控制在物体上、下运动中保持不变。
由于速度的变化，f 1、f 2是变力，一般情况是不相同的。
2．在低速情况下，设空气阻力与速度大小成正比。
既f=kv 。
则公式（1）（2）改为：
mg ＋kv 1=ma 1 （4） mg －kv 2=ma 2 （5）
显然，我们只要测定上、下过程中速度大小相等时的加速度大小a 1、a 2，代入公式（3）即可求出重力加速度大小。
1 v 1
a 1
2
v 2
a 2
3．为了减少CBR 中测得的加速度的偶然误差，可选择排球上、下过程中速度—时间图象上速度变化相同（ΔV=V 2—V 1）的两段线段，作函数拟合，求出平均值1a 、2a 。
则
2
2
1a a g +=
（6）
三、实验过程 1.开机方法：
①用专用接线连接TI —83Plus 和CBR 。
TI —83Plus 电源。
Applications 界面（见图1）。
CBR/CBL 功能（见图2）。
CBR/CBL 主菜单（见图3）。
2.CBR 参数设定：
①在CBR/CBL
的主菜单上，按数字键RANGER 测距仪（见图4）。
MAIN MENU 测距仪主菜单（见图5）。
SETUP ，启动工作设定菜单MAIN MENU （见图6）。
REALTIME
NO
到TIME(S)，用数字键设定时间为2—3DISPLAY 项按
图1
图2
图3 图4
图5
图6
VEL ，即速度-
BEGIN ON 按
ENTER 。
将光标下移动到SMOOTHING
项按NONE 。
将光标下移动到UNITS 项按METERS 。
最后将光标上移到右上角的START NOW 按[ENTER]
进入等待工作状态。
3.排球离地约为1米，CBR 探头必须离被测物体0.5米以上才有效。
实验过程中CBR 必须保持高度不变。
4.一切就绪后，按CBR 上的指示灯闪烁时，说明正在工作。
测量结束，几秒钟数据传输后，即可在TI —83 Plus 上获得速度-时间图象（V-T 图）。
5
.在获得的VEL-TIME)速度-时间图象上，通过移动光标，可以准确得到不同时刻所对应的速度值。
记录上升、下降过程中各10组（v,t
）数据。
6
CBR
，
四、函数拟合方法 1．能键，三次下
Func 函数功能（涂黑）（见图
7）。
28）SETUP EDITOR
3STAT EDIT 菜单中EDIT 功能（见图9）。
4L1L2~L6中的储存。
5．光标移到L1
L3
下的第一行，输入对应的上升速度。
6．按10）,
按
，进入统计图表功能（见图11）。
再按[1]显示PLOT 1的统计图编辑器（见图12）。
图7
图8
图9 图10
7
PLOT1涂黑，表明开启了PLOT 1
点图）
X轴为L1
Y轴为L3
数组；按
·为数据点标记（见图12）。
8．按ZOOMSTAT（为当前统计数组设置值）（见图13）。
屏幕显示出新的v-t图象（见图14）。
9STAT CALC拟合函数设定菜单（见图15）。
①根据图象，估计可能的函数来拟合数据。
按你所选择的函数序号将函数名粘帖到屏幕（见图16）。
17）Y1
到屏幕
（见图18）。
⑤按[GRAPH]显示拟合的图象情况（见图19）。
⑥如果需重新拟合，可按[Y=]，按[CLEAR]PLOT 1。
重复步骤7即可。
⑦拟合成功后，按Y=编辑器，记录下函数的一次项的数值即为加速度。
图13 图14
图15 图16
图17 图18
图19
10．下降过程：重复上述步骤再拟合一次。
计算一元统计7：四次函数拟合数据
8：
9：
0：
A：
五、实验结果
上升平均加速度= （米/秒2）
下降平均加速度= （米/秒2）
重力加速度
22
1a
a g +
== = 米/秒2
上海市上海中学杨新毅
评：
重力加速度是物理学中最重要的常数之一。
学会测定重力加速度对学生学好物理学、学会科学的研究方法都是非常必要的。
本课题能使学生体会到科学研究的发展过程，培养学生锲而不舍、探求科学真理的精神。
由于TI理化实验室能实时反映实验结果，能迅速判定实验的正误，重复实验非常简便，能把学生从烦琐的数据记录和处理中解放出来，使学生可以在短时间内反复进行科学探究活动：尝试猜测、设计实验、采集数据、分析拟合等。
充分体现出“以素质教育为核心，以学生发展为本”的现代教育理念。