利用單擺測(cè)重力加速度.ppt

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實(shí)驗(yàn)單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?2 會(huì)使用秒表 實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)單擺擺角很小 小于10 時(shí) 可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 其固有周期為 由公式可得 故只要測(cè)定擺長(zhǎng)l和單擺的周期T 即可算出重力加速度g 長(zhǎng)約1米的 不可伸縮的 細(xì)線 小鐵球 鐵架臺(tái) 連鐵夾 米尺 游標(biāo)卡尺 秒表 實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)步驟 1 在細(xì)線的一端打一個(gè)比小球上的孔徑稍大些的結(jié) 將細(xì)線穿過(guò)球上的小孔 制成一個(gè)單擺 2 將鐵夾固定在鐵架臺(tái)的上端 鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊 使鐵夾伸到桌面以外 把做好的單擺固定在鐵夾上 使擺球自由下垂 3 測(cè)量單擺的擺長(zhǎng)l 用米尺測(cè)出懸點(diǎn)到球心間的距離 或用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球直徑2r 再用米尺測(cè)出從懸點(diǎn)至小球上端的懸線長(zhǎng)l 則擺長(zhǎng)l l r 4 把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)小角度 不大于5 使單擺在豎直平面內(nèi)擺動(dòng) 用秒表測(cè)量單擺完成全振動(dòng)30至50次所用的時(shí)間 求出完成一次全振動(dòng)所用的平均時(shí)間 這就是單擺的周期T 6 變更擺長(zhǎng)重做兩次 并求出三次所得的g的平均值 注意事項(xiàng) 1 選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì) 輕又不易伸長(zhǎng)的線 長(zhǎng)度一般在1m左右 小球應(yīng)選用密度較大的金屬球 直徑應(yīng)較小 最好不超過(guò)2cm 2 單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上 應(yīng)夾緊在鐵夾中 以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑 擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象 3 注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò)5 可通過(guò)估算振幅的辦法掌握 4 擺球擺動(dòng)時(shí) 要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi) 不要形成圓錐擺 5 計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí) 應(yīng)以擺球通過(guò)最低位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 以后擺球從同一方向通過(guò)最低位置時(shí) 進(jìn)行計(jì)數(shù) 且在數(shù) 零 的同時(shí)按下秒表 開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù) 數(shù)據(jù)處理方法 1 列表法 2 圖象法 T2 L 注意事項(xiàng) 1 細(xì)線不可伸縮 長(zhǎng)度約1m 小球應(yīng)選用密度較大的金屬球 直徑應(yīng)較小 最好不超過(guò)2 2 單擺的上端不要卷在夾子上 而要用夾子加緊 以免單擺擺動(dòng)時(shí)擺線滑動(dòng)或者擺長(zhǎng)改變 且l l d 2 3 最大擺角小于10 可用量角器測(cè)量 然后通過(guò)振幅來(lái)掌握 4 擺球擺動(dòng)時(shí)要在同一個(gè)豎直平面內(nèi) 5 計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí) 應(yīng)以擺球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 思維 能力 訓(xùn)練 1 物體作自由落體運(yùn)動(dòng) 其他方法測(cè)定重力加速度 2 物體從光滑的斜面上由靜止下滑 3 物體靜止于水平面上 4 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 5 用圓錐擺 6 滴水法測(cè)重力加速度 g 2H N 1 2 t2 例1 某同學(xué)在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中 測(cè)出幾組周期T和擺長(zhǎng)L值后 在T2 L圖象中描繪出了相應(yīng)的點(diǎn) 如圖所示 試在圖中繼續(xù)完成T2 L圖象 由該圖象計(jì)算重力加速度的公式是 簡(jiǎn)要說(shuō)明公式中各物理量的意義 圖線的斜率所表示的物理意義 當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭值為 g值保留三位有效數(shù)字 2 某同學(xué)在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中 測(cè)量4種不同擺長(zhǎng)情況單擺的振動(dòng)周期 獲得4組數(shù)據(jù) 以T2為縱軸 l為橫軸作出的T2 l關(guān)系圖像如圖 根據(jù)此圖像回答問(wèn)題 本實(shí)驗(yàn)所使用的測(cè)量?jī)x器有 本試驗(yàn)依據(jù)的物理原理 秒表 米尺 游標(biāo)卡尺 4 2 g 9 86m s2 3 在做 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中 有人提出以下幾點(diǎn)建議 A 適當(dāng)加長(zhǎng)擺線B 質(zhì)量相同 體積不同的擺球 應(yīng)選用體積較大的C 單擺偏離平衡位置的角度不能太大D 單擺偏離平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí) 經(jīng)過(guò)一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí) 用此時(shí)間間隔作為單擺擺動(dòng)的周期其中對(duì)提高測(cè)量結(jié)果精度有利的是 AC 解見(jiàn)下頁(yè) 解 根據(jù)單擺的周期公式 可得 從該公式可看出 增大擺長(zhǎng)l 有利于減小誤差 提高測(cè)量結(jié)果精度 T對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大 采用累計(jì)法測(cè)量以減小誤差 故D無(wú)法提高測(cè)量結(jié)果精度 對(duì)B來(lái)說(shuō) 由于球體積較大 空氣阻力也大 單擺振動(dòng)次數(shù)少 不利于采用累計(jì)法測(cè)量周期 故B不利于提高測(cè)量結(jié)果精度 只有在小角度的情形下 單擺的周期才滿足 綜合上述 應(yīng)選擇A C 南京市07屆二模試卷12 2 12 2 用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置演示單擺的振動(dòng)圖象 細(xì)砂從擺動(dòng)著的漏斗的底部均勻漏出 紙板勻速移動(dòng) 移動(dòng)方向與擺動(dòng)方向垂直 漏在紙板上的細(xì)砂排成粗細(xì)變化的一條曲線 如圖乙所示 觀察這條曲線 找出其形態(tài)特征 并由此說(shuō)明砂擺的擺動(dòng)規(guī)律 要求列出兩條 為敘述方便 可在圖上標(biāo)注字母 形態(tài)特征 說(shuō)明砂擺 形態(tài)特征 說(shuō)明砂擺 整體上接近正弦 余弦 曲線 的擺動(dòng) 接近于 是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 粗細(xì)不均勻 擺動(dòng)過(guò)程中速度變化 例2 現(xiàn)給定以下器材 A 閃光照相機(jī)B 秒表C 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D 交流電源4V 6VE 導(dǎo)線若干F 紙帶G 復(fù)寫紙H 鐵架臺(tái)I 游標(biāo)卡尺J 重物K 刻度尺L 直徑1cm鋼球M 1m長(zhǎng)彈性細(xì)線N 照相底片設(shè)計(jì)兩個(gè)測(cè)當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的實(shí)驗(yàn)方案 1 從給定器材中選 填器材前面的字母 作為實(shí)驗(yàn)器材 2 需要測(cè)量的物理量是 3 用你測(cè)量出的物理量寫出重力加速度g的表達(dá)式 g