2027年高考物理一轮复习学案练习含答案08-第八章 机械振动 机械波04-实验9 用单摆测量重力加速度的大小（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习学案练习含答案08-第八章 机械振动 机械波04-实验9 用单摆测量重力加速度的大小（教用），共16页。试卷主要包含了教材原型实验，创新拓展实验等内容，欢迎下载使用。
探究点一 教材原型实验
一、实验目的
1.用单摆测量重力加速度的大小。
2.会使用秒表测量时间。
3.能分析实验误差的来源，并能采用适当方法减小测量误差。
二、实验器材
长约1m的细线、开有小孔的金属小球、带有铁夹的铁架台、刻度尺、秒表、游标卡尺。
三、实验原理与设计
1．原理：单摆做简谐运动时，由周期公式T=2πlg，可得，g=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。因此，测出单摆摆长和振动周期，便可计算出当地的重力加速度。
【答案】4π2lT2
2.设计：用秒表测量30～50次全振动的时间，计算平均做一次全振动的时间，得到的便是振动周期。
四、实验步骤
1.取出长约1m的细线，细线的一端连接小球，另一端用铁夹固定在铁架台上，让小球自由下垂。
2．用刻度尺测摆线长度l线，用游标卡尺测小球的直径d，测量多次，取平均值，计算摆长l=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】l线+d2
3．将小球从平衡位置拉至一个偏角小于5∘ 的位置并由静止释放，使其在竖直平面内振动。待振动稳定后，从小球经过平衡位置时开始用秒表计时，测量N次全振动的时间t，则周期T=_ _ _ _ _ _ 。如此重复多次，取平均值。
【答案】tN
4.改变摆长，重复实验多次。
五、实验数据处理
1.公式法
将测得的周期T和摆长l的对应值分别代入公式g=4π2lT2中，算出重力加速度g的值，再算出g的平均值，即当地重力加速度的值。
2．图像法
由单摆的周期公式T=2πlg可得l=g4π2T2，因此以摆长l为纵轴、以T2为横轴作出的l−T2图像是一条过原点的直线，如图所示，求出斜率k，即可求出g值。k=ΔlΔT2，g=_ _ _ _ _ _ _ _ 。
【答案】4π2k
六、误差分析
七、注意事项
1.细线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定。
2.单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于5∘ 。
3.选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数。
4.一般选用1m左右的细线。
例1 小组用如图所示单摆测量当地重力加速度。
（1） 用游标卡尺测得小球直径d=20.00mm，刻度尺测得摆线长l=79cm，则单摆摆长L=_ _ _ _ cm（保留4位有效数字）；
（2） 拉动小球，使摆线伸直且与竖直方向的夹角为θ(θ