高中物理 第1章 機械振動 第五節(jié)用單擺測定重力加速度素材 粵教版選修3-4（通用）

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1、第五課時 用單擺測定重力加速度 課前預(yù)習(xí) 情景素材 小明想用單擺測當(dāng)?shù)刂亓铀俣?他想用(不易伸長的細(xì)線約1 m)中心有孔的重球組成了一個單擺該如何操作，怎樣求出g.還需哪些器材？ 簡答：單擺的擺角很小(不超過10°)時，其擺動可以看作為簡諧運動，其振動周期為：T=，其中l(wèi)為擺長，g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，由此可得g=，據(jù)此，只要測出擺長l和周期T，就可計算出當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的數(shù)值. 所需器材： 鐵架臺及鐵夾，機械秒表，米尺和游標(biāo)卡尺. 操作步驟： (1)讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個線結(jié)，做成單擺.如圖1-5-1所示. 圖1-5-1 (2)把線的上端用鐵夾固定在鐵

2、架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂，在單擺平衡位置處作上標(biāo)記，如圖1-5-1所示. (3)用米尺量出擺線長度l′，精確到mm，用游標(biāo)卡尺測出擺球的直徑，即得出小球半徑r，也精確到mm，計算出擺長l=l′+r. (4)把單擺從平衡位置處拉開一個很小的角度(不超過10°)，然后放開小球，讓小球擺動，待擺動平穩(wěn)后測出單擺完成30—50次全振動所用的時間t，計算出小球完成一次全振動所用時間，這個時間就是單擺的振動周期，即T=(N為全振動的次數(shù)). (5)根據(jù)單擺振動周期公式T=，計算出當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋篻=. (6)改變擺長，重做幾次實驗，計算出每次實驗的重力加速度值，求出它們的平均值，即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎? 知識預(yù)覽 實驗操作需注意以下幾點： ①實驗所用的單擺應(yīng)符合理論要求，即：線要細(xì)線且彈性要小，擺球用密度和質(zhì)量較大的小球，并且要在擺角不超過10°的情況下進(jìn)行實驗； ②要使單擺在豎直平面內(nèi)振動，不能使其形成圓錐擺，方法是擺球拉到一定位置后由靜止釋放； ③測量擺長時，用毫米刻度尺從懸點一直量到球心； ④測單擺周期時，應(yīng)從擺球通過平衡位置開始計時，并且采用倒數(shù)到0開始計時的方法，4、3、2、1、0、1、2、3、…，在數(shù)“0”的同時按下秒表開始計時計數(shù)； ⑤要注意進(jìn)行多次測量，并取平均值.