,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,一、学生预习实验：用单摆测定重力加速度。,二、实验思考题：,1,、用单摆测量重力加速度是根据什么物理原理？重力加速度的计算式是怎样的？,2,、该实验需要测量哪些量？各用什么测量工具？读数各有几位数字？计算出来的重力加速度是几位有效数字？（三位）,3,、单摆应选用什么样的球？什么样的线？线长度应当在什么范围内？（小于,100cm,）,4,、怎样保证小球的摆动是简谐运动？小球摆成圆锥摆，对周期有什么影响？,5,、测量摆长用什么测量工具？有必要用卡尺或千分尺吗？,6,、怎样测量单摆周期？从何处开始计时？到何处停止计时？测,30-50,个周期有什么好处？,7,、秒表怎样读数？短针怎样读数？长针怎样读数？要不要估读？秒表奇数位与偶数位的刻度不连续是怎么回事？,8,、刻度尺长度只有,30cm,，怎样测重力加速度？,三、解答实验思考题，并做总结：,1,、实验目的：用单摆测定当地重力加速度,2,、实验原理：,单摆做简谐运动时，其周期为 ，故,有,因此测出单摆的摆长和振动周期,T,，就可以求出当地的重力加速度的数值。,3,、,实验器材,：,带孔小钢球一个，约,1m,长的线绳一条，铁架台、米尺、秒表、游标卡尺；,4,、实验,步骤,：,做单摆：取约,1,米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上。,用米尺量出悬线长,l,，准确到毫米，用游标卡尺测摆球直径，算出半径,r,，也准确到毫米，则摆长为,l+r,（注意悬线长即摆绳长的量法）。,把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它，用秒表测量单摆完成,30,次全振动（或,50,次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值。,把测得的周期（用平均值）和摆长的数值代入公式，求出重力加速度,g,的值来。,5,、注意事项：,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,；,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；,注意摆动时摆角不能过大；,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；,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,例,1,、测定重力加速度时：,摆球就选用,，摆线宜选用,。,测摆线的长度用,，要求准确到,，测小球直径用,，要求准确到,，测量摆动,30-50,次时间用,。,此外，还需要配备,和,。,例,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,。,摆球质量太大了；,摆长太长了；,摆角太大了（摆角仍小于,10,）；,量摆长时从悬点量到球的最下端；,计算摆长时忘记把小球半径加进去；,摆球不是在竖直平面内做简谐振动，而是做圆锥摆运动；,计算周期时，将（,n-1,）次全振动误记为,n,次全振动；,例,3,：为了提高周期的测量精度，下列哪些做法是可取的？,A,、用秒表直接测量一次全振动的时间；,B,、用秒表测,30,至,50,次人振动的时间，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；,E,、用秒表测,100,次全振动时间，计算平均周期；,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,。,【,例,4】,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，记录结果见下表：,以,l,为横坐标，,T,2,为纵坐标，作出,T,2,-l,图线，并利用此图线求出重力加速度,.,【,解析,】,由单摆周期公式,T=,可得,T,2,=4,2,l/g,所以,T,2,-l,图线是过坐标原点的一条直线，直线的斜率是,k=4,2,/g,，所以,g=4,2,/k.,做出的具体图像如图,7-6-1,所示，求得直线斜率,k=4.00,，故,g=4,2,/k=4,2,/4=,2,=(3.14),2,=9.86m/s,2,.,【,例,5】,一位同学用单摆做测定重力加速度的实验，他将摆球挂起后，进行了如下步骤：,A.,测摆长,l,：用米尺量出摆线的长度,.,B.,测周期,T,：将摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第,60,次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间,t,算出单摆周期为,T=t/60.,C.,将所测得的,l,和,T,代入单摆的周期公式,T=,，算出,g,，将它作为实验的最后结果写入报告中去,.,指出上面步骤中遗漏或错误的地方，定出该步骤字母，并加以改正,(,不要求进行误差计算,),【,解析,】,根据实验原理和内容知：,A.,摆长应由悬点测到小球的球心，所以此步应加上：要用游标卡尺测出摆球直径,d,，摆长,l,等于摆线长加,d/2.,B.,在摆球某次通过最低点，按下秒表开始计算时间，同时将此次为第一次通过最低点，到,60,次通过最低停表时，实际经过了,59,个二分之一周期，故应改为,T=t/29.5.,C.g,测得一组数据不准确，应多测几组，应改为,g,应测量多次，取,g,的平均值做为实验的测量结果,.,