人教版 (2019)选择性必修 第一册5 实验：用单摆测量重力加速度评课课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册5 实验：用单摆测量重力加速度评课课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了实验原理，实验步骤，测摆长，摆长为L+r，测周期，实验器材，单摆组，游标卡尺，秒表停表，分76秒等内容，欢迎下载使用。
只要测出单摆的摆长L和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值，
单摆做简谐运动时，其周期为：
1、做单摆：取约1米长的线绳栓位小钢球，然后固定在桌边的铁架台上。
算出半径r，也准确到毫米
(1)用米尺量出悬线长L，准确到毫米
(2)用游标卡尺测摆球直径
用秒表测量单摆的周期。
把单摆从平衡位置拉开一个角度（＜5）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t，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。
为了测量周期，摆球到达哪个位置的时刻作为计时开始与停止的时刻比较好？
应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻
4、求重力加速度：把测得的周期和摆长的数值代入公式，求出重力加速度g的值来。
改变摆长，重做几次实验. 计算出每次实验的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度.
5、多次测量求平均值：
思考：如果要求用图象法来测定重力加速度，哪么应该如何建立坐标系？
1、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2 cm；
2、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或悬点不固定，摆长改变的现象；
3、注意摆动时摆角不易过大，不能超过10º，以保证单摆做简谐运动；
4、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；
5、测量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。
6、为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求平均值 。
1、 在做“用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差，应注意的事项是( )A．摆球以选密度大，体积小的小球为好 ;B．摆长以0.25米为宜 ;C．摆角应小于10°;D．摆线的悬点要固定，才不会在摆动中出现移动或晃动 ;E．要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动 ;F．测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时 .①A、B、C、D项正确②只有E、F项正确 ③ACDEF正确④都正确
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( ) ①摆球质量太大了； ②量摆长时从悬点量到球的最下端； ③摆角太大了（摆角仍小于10°）； ④计算摆长时忘记把小球半径加进去； ⑤计算周期时，将(n－1)次全振动误记为n次全振动.
3、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长L，测出相应的周期Ｔ，从而得出一组对应的L与T的数值，再以L为横坐标Ｔ２为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度g= 。
4．关于摆的等时性及摆钟的发明，下列叙述符合历史事实的是（ ）A．单摆的等时性是由惠更斯首先发现的B．单摆的等时性是由伽利略首先发现的C．惠更斯首先将单摆的等时性用于计时，发明了摆钟D．伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时
5．单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（ ）A．摆线质量不计B．摆线长度不伸缩C．摆球的直径比摆线长度短得多D．只要是单摆的运动就是一种简谐运动
6．周期为2 s的摆叫秒摆，若要将秒摆的周期变为1 s，下列措施可行的是（ ）A．将摆球的质量减半 B．将振幅减半C．将摆长减半 D．将摆长减为原来的1/4
7．做简谐运动的单摆，当所受回复力逐渐减小时，随之变小的物理量是（ ）A．摆线上的张力 B．摆球所受的合力C．摆球的重力势能 D．摆球的动能【解析】选C.回复力逐渐减小时，摆球的重力沿切线方向的分力减小，速度增大，动能增大，重力势能减小，向心力增大，张力增大.
8、有一单摆，其摆长l=1.02 m,摆球的质量m=0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t=60.8 s，试求：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？
9、有一单摆，其摆长l=1.02 m,摆球的质量m=0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t=60.8 s，试求：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？
(2)秒摆的周期是2 s，设其摆长为l0，由于在同一地点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有：故有：其摆长要缩短：Δl=l-l0=1.02 m-0.993 m=0.027 m.
单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。
小球摆动到最高点时的重力势能最大，动能最小；平衡位置时的动能最大，重力势能最小。
若取最低点为零势能点，小球摆动的机械能等于最高点时的重力势能，也等于平衡位置时的动能最大。
如何理解单摆的周期公式
秒摆:周期为2s的单摆为秒摆。
试计算出秒摆的摆长？（g=9.8m/s2)
答案：0.9939m 约为1m
重力加速度g:由单摆所在的空间位置决定。
纬度越低，高度越高，g值就越小。
不同星球上g值也不同。
重力加速度g还由单摆系统的运动状态决定。
重力加速度的等效值g`=g+a
重力加速度的等效值g`=g-a
系统处于完全失重时（如在轨道卫星内）
在一加速系统中有一摆长为L的单摆。（1）当加速系统以加速度a竖直向上做匀加速运动时，单摆的周期多大？若竖直向下加速呢？（2）当加速系统在水平方向以加速度a做加速直线运动时，单摆的周期多大？
摆长L:摆球重心到摆动圆弧圆心的距离
如图，摆球可视为质点，各段绳长均为L，甲、乙摆球做垂直纸面的小角度摆动，丙图中球在纸面内做小角度的摆动，O`为垂直纸面的钉子，而且OO`=L/3，求各摆的周期。
如图为半径很大的光滑凹形槽，将有一小球从A点由静止释放。小球将做什么运动？