《探究影响单摆周期的因素实验》实验装置的改进

《探究影响单摆周期的因素实验》实验装置的改进

原演示装置的缺点与不足:

传统的单摆实验演示装置由一个铁架台的横杆上系一个细绳，下面吊一个小钢球组成，实验仪器组成虽然简单，但直观性差，测量误差较大，一是摆角不能定量的显示，二是单摆是否在同一竖直平面运动不容易判断，三是平衡位置不好确定，四是摆长调整比较费事。改进后的实验原理：

改进后的装置很好的解决了以上问题：把一个较大的木板固定在铁架台的立杆上，木板上固定上白纸，将一个刻度清晰的量角器挂在铁架台的横杆上，在白纸的正中间画一条竖直向下的直线，使量角器的900的位置刚好和画的直线重合，在竖直线的两边各取10度角画出摆角限制线。将装置竖直放置，然后将系有小球的单摆的摆线一端穿过横杆的小孔夹在固定在铁架台上的夹子上，使小球静止时摆线与在白纸上画的直线重合。根据量角器上的度数我们可以将小球拉离平衡位置10度，或8度等来进行实验。同时还可以通过观察小球在摆动过程中离木板的距离来确定它是否在同一竖直面内运动，还可以准确的定位小球每次通过平衡位置就是在过量角器的90度的竖直线的位置，通过夹子的控制使摆长的调整更为方便。用改进后的装置来探究影响单摆周期的因素和利用单摆测当地的重力加速度都是很实用的。

改进实验后能解决的问题是：

1、以往在课堂上老师给学生演示单摆做简谐运动是摆角小于10度，不是很准确，我这样改进后，老师在做实验时很容易准确的确定摆角，不但直观而且准确。

2、在课堂上演该实验时，小球往往会做圆锥摆运动，我们又不易观察到，这样会影响到实验效果，我这样改进后可以很容易确定小球是否在一个竖直平面内运动，从而避免了由于小球做圆锥摆运动而影响到实验结论。

3、在实验中可以准确的定位小球每次通过平衡位置就是在过量角器的90度的竖直线上。

4、老师在演示该实验时往往会把细线的一端系在铁架台上，当要改变摆长时，很费事也费时，所以我这样改进后可以通过调节夹子夹住细线的位置不同很容易来改变摆长也便于摆长的测量。

原理图和实物图如下：

实验方法（或实验过程）

1、按照实验原理图组装实验器材.在横杆上再系一个摆长一定、质量不同的小球和可调摆长的小球做对比实验.

2、调节可调单摆摆长使两单摆摆长完全相等，控制摆角(在10度范围内)分别为某一定值时,同时同摆角释放两摆球，让他们在竖直平面做简谐运动，可以观察出单摆的周期与摆球质量的关系。

3、调节可调单摆摆长使两单摆摆长完全相等，控制摆角(在10度范围内)分别为某一定值时,同时但不同摆角释放两摆球，让他们在竖直平面做简谐运动，可以观察出单摆的周期与摆角的关系.

4、调节可调单摆摆长使两单摆摆长有较明显的差距，控制摆角(在10度范围内)分别为某一定值时,同时同摆角释放两摆球，让他们在竖直平面做简谐运动，可以观察出单摆的周期与摆长的定性关系

5、用同一个小球做实验，取小球摆动的摆角一定，第一次取摆长为L1进行实验，测出30个全振动的时间从而得出周期，第二次取摆长为L2进行实验，测出30个全振动的时间从而得出周期。可重复多次。由以上实验可得出单摆的周期与摆长的定量关系。

实验效果

改进后的装置克服了原来装置的四个主要缺点，直观性强，操作方便，大大地提高了实验的准确性。