教科版 (2019)选择性必修 第一册实验：用单摆测量重力加速度课文ppt课件

这是一份教科版 (2019)选择性必修 第一册实验：用单摆测量重力加速度课文ppt课件，共29页。PPT课件主要包含了实验原理，实验器材，实验步骤，做单摆，测摆线长度，测摆球的直径，测摆长，数据处理，图像法，误差分析等内容，欢迎下载使用。
熟练掌握用图像处理数据的方法。
会利用单摆的周期公式测量重力加速度。
进一步理解单摆做简谐运动的条件和单摆周期公式中各物理量的意义。
1.单摆：忽略悬挂小球的细线长度的微小变化和质量，且线长比球的直径大得多的装置。
2.在摆角小于5°时，单摆的振动是简谐运动。
惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。
单摆做简谐运动时，由周期公式
测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值。
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。
(1)取约1m长的细线穿过带孔的小球，并打一个比小孔大一些的结；(2)把线的上端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记。
(1)用毫米刻度尺测摆线长度l'(2)用游标卡尺测小球的直径d。
注意：刻度尺要估读、游标卡尺不估读
4.改变摆长，重做几次实验。
1.系统误差：主要来源于单摆模型本身是否符合要求。即：悬点是否固定，摆球是否可看作质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内摆动等。
摆长测量值偏小，则g的测量值偏小
②把摆线长和小球的直径之和作为摆长(多加了小球半径)
③把摆线长为摆长(少加了小球半径)
当少算半径时，实际上：
当多算半径时，实际上：
2.偶然误差主要来自摆长的测量和时间(即单摆周期)的测量。多次测量后取平均值可以减小偶然误差。
1.选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m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2cm。2.单摆悬线的上端应夹紧在铁夹中，不可随意卷在铁架台的杆上。3.注意摆动时控制摆线偏离竖直方向的夹角应很小，5°左右，可通过估算振幅的方法掌握。4.计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标记。以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下停表，开始计时计数。
1. 实验课中，同学们用单摆测量当地的重力加速度，实验装置如图甲所示。
(1)组装单摆时，应在下列器材中选用　　　(选填选项前的字母)。 A.长度为1 m左右的细线B.长度为10 cm左右的橡皮绳C.直径为1.5 cm左右的塑料球D.直径为1.5 cm左右的铁球
(2)实验过程有两组同学分别用了图乙、图丙的两种不同方式悬挂小球，你认为　　　(选填“图乙”或“图丙”)悬挂方式较好。
(3)实验中，某同学用主尺最小分度为1mm、游标尺上有20个分度的游标卡尺测量金属球的直径，结果如图丁所示，读出小球直径为　　　　 cm。
(4)用停表测量单摆的周期。当单摆振动稳定且到达最低点时开始计时并记为n=0，单摆每经过最低点记一次数，当数到n=50时停表的示数为35.3 s，该单摆的周期是T=　　 s(结果保留三位有效数字)。
(5)某同学测量5种不同摆长与单摆的振动周期的对应情况，并将记录的结果描绘在如图戊所示的坐标系得到T2-l图线。由图像可知重力加速度g=　　　 m/s2(结果保留三位有效数字)。
拓展　该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适当的长度L，再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=　　　　。
2.在“用单摆测量重力加速度”实验中，使用下列实验器材。A.1.2 m的细线B.2 m的弹性绳C.带孔的小铁球D.带孔的软木球 E.光电门传感器(1)绳应选　　，球应选　　，光电门的摆放位置为　　　　(选填“最高点”或“最低点”)。
(2)如图为光电门传感器电流I与t的图像，则周期为　　。A.t1B.t2-t1C.t3-t1D.t4-t1
(3)甲同学用停表做该实验，但所得周期比该实验得到的大，则可能的原因是　　　　 　　　。
开始计时时，停表过早按下(合理即可)