高中物理《1.1.4單擺測定重力加速度》課件 新人教版選修3.ppt

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單擺測定重力加速度,【實驗練習(xí)】,1、實驗思考題： (1)用單擺測量重力加速度是根據(jù)什么物理關(guān)系？重力加速度計算式是什么？ (2)該實驗需要測量哪些量？各用什么測量工具？ (3)單擺應(yīng)當(dāng)選用什么樣的球？什么樣的線？線長度應(yīng)當(dāng)在什么范圍內(nèi)？ (80～120cm) (4)怎樣保證小球的擺動是簡諧運動？小球擺成圓錐擺，對周期有什么影響？ (5)測量擺長用什么測量工具？ (6)怎樣測量單擺周期？從何處開始計時？到何處停止計時？測30～50個周期 有什么好處？ (7)秒表怎樣讀數(shù)？短針怎樣讀數(shù)？長針怎樣讀數(shù)？要不要估讀？ (8)刻度尺長度只有30cm，怎樣測重力加速度？,一個小球和一根細線就可以組成一個單擺.,【實驗原理】,,單擺在擺角很小的情況下做簡諧運動.單擺的周期與振幅、擺球的質(zhì)量無關(guān).與擺長的二次方根成正比.與重力加速度的二次方根成反比.,單擺做簡諧運動時，其周期為：,故有：,因此只要測出單擺的擺長L和振動周期T，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭的值，并可研究單擺的周期跟擺長的關(guān)系.,,秒表的使用和讀數(shù)：,注意：當(dāng)內(nèi)側(cè)分針沒有超過半格時，外側(cè)秒針讀小于30的數(shù)字；,秒表的讀數(shù)等于內(nèi)側(cè)分針的讀數(shù)與外側(cè)秒針的讀數(shù)之和.,機械式停表只能精確到 0.1s，讀數(shù)時不需估讀.,超過半格時，外側(cè)秒針讀大于30的數(shù)字.,【實驗內(nèi)容】,1、步驟 (1)取約1m長的細線穿過帶孔的小鋼球，并打一個比小孔大一些的結(jié)，然后拴在桌邊的支架上，如圖所示. (2)用米尺量出懸線長L′，準確到毫米；用游標卡尺測擺球直徑，算出半徑r，也準確到毫米。則單擺的擺長為L＋r.,【實驗器材】,帶孔小鋼球一個，約1m長的細線一條，鐵架臺，米尺，秒表，游標卡尺.,(3)把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度(例如不超過10o)，然后放開小球讓它擺動，用停表測量單擺完成30次全振動（或50次）所用的時間，求出完成一次全振動所需要的時間，這個平均時間就是單擺的周期.,(5)改變擺長，重做幾次實驗.設(shè)計一個表格，把測得的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入表格中，計算出每次實驗的重力加速度.最后求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值，即可看作本地區(qū)的重力加速度.,(4)把測得的周期和擺長的數(shù)值代入公式 ，求出重力加速度g的值.,(1)選擇材料時應(yīng)選擇細輕又不易伸長的線，長度一般在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2 cm； (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，以免擺動時發(fā)生擺線下滑或懸點不固定，擺長改變的現(xiàn)象； (3)注意擺動時擺角不易過大，不能超過10o，以保證單擺做簡諧運動； (4)擺球擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺；,【注意事項】,(5)測量應(yīng)在擺球通過平衡位置時開始計時，因為在此位置擺球速度最大，易于分辯小球過此位置的時刻；畫出單擺的平衡位置，作為記時的參照點.必須是擺球同方向經(jīng)過平衡位置記一次數(shù). (6)測量單擺的擺長時應(yīng)使擺球處于自然下垂狀態(tài)，用米尺測量出擺線的長度，再用游標卡尺測出擺球的直徑，然后算出擺長.,1、測定重力加速度時： ①擺球應(yīng)選用_____，擺線宜選用_____； ②測擺線的長度用_____，要求準確到_____，測小球直徑用_____，要求準確到_____，測量擺動30～50次時間用_____； ③此外，還需要配備_____和_____.,參考答案： ①重而小的實心球；輕而長且難以發(fā)生形變的細線； ②米尺；毫米；游標卡尺；0. 1 mm；停表； ③鐵架臺；鐵夾.,【實驗練習(xí)】,2、某同學(xué)測定的g的數(shù)值比當(dāng)?shù)毓J值大，造成的原因可能是( ) ①擺球質(zhì)量太大了； ②量擺長時從懸點量到球的最下端； ③擺角太大了（擺角仍小于10°）； ④計算擺長時忘記把小球半徑加進去； ⑤擺球不是在豎直平面內(nèi)做簡諧振動，而是做圓錐擺運動； ⑥計算周期時，將(n－1)次全振動誤記為n次全振動.,參考答案： ② ⑤ ⑥,3、在做“用單擺測定重力加速度的實驗”中為了減小誤差，應(yīng)注意的事項是( ) A．?dāng)[球以選密度大，體積小的小球為好 ; B．?dāng)[長以0.25米為宜 ; C．?dāng)[角應(yīng)小于10°; D．?dāng)[線的懸點要固定，方不會在擺動中出現(xiàn)移動或晃動 ; E．要使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，不得使其形成錐形擺或擺球轉(zhuǎn)動 ; F．測量周期時，應(yīng)從擺球通過最低點時開始計時 . ①只有A、B、C、D項正確 ②只有E、F項正確 ③只有ACDEF正確 ④都正確,答案： ③,4、如圖所示，兩根等長的輕繩同懸于同一點O，下端各系住一個大小相同的小球A、B且mA＜mB，現(xiàn)將A球向左拔開一個小角θ(θ＜5o)，然后靜止釋放，兩球在最低點發(fā)生無機械能損失的碰撞，則它們第二次相碰的位置 (空氣阻力不計) （ ） A．發(fā)生在Ｏ點正下方 B．發(fā)生在O點正下方偏左 C．發(fā)生在O點正下方偏右 D．若mA= mB則 碰撞發(fā)生在Ｏ點正下方,答案： AD,