高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册实验：用单摆测量重力加速度教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册实验：用单摆测量重力加速度教学课件ppt，共31页。PPT课件主要包含了学习目标，教学内容，重点难点，探究新知实验思路，由此可得，其周期为，探究新知实验器材，测摆线长度，测摆球的直径，摆长的测量等内容，欢迎下载使用。
课堂导入——观察与思考
如果你是技术人员，摆钟销售公司让你帮助上节课的广东人修理摆钟，让摆钟及时更准确，你先要掌握那些数据才可以进行技术调节？
你有哪些办法得到当地的重力加速度呢？
提示：由 ，先知道当地的重力加速度g的值，然后计算出准确的摆钟钟摆长度。
测量当地物体下落h高度时的时间t,然后可以计算重力加速度g;同天平测量物体的质量，然后用弹簧测力计测出物体的重力即可测出当地的重力加速度g... ...
能否用单摆来测量呢，如果用单摆测量，需要测量那些物理量呢？
单摆在偏角很小(如小于5°)时的摆动，可以看成是简谐运动，
只要想办法测量出单摆的摆长l和周期，带入 中就可以计算得出本地重力加速度g。
问题1： 线有粗细、长短的不同，伸缩性也有区别。不同的小球，质量和体积有差异。想一想，应如何选择摆线和摆球？为什么？
提示：线的选择：细一些、适当长一些（本实验要求1m左右）。不可伸长，且细线质量相对于摆球质量可忽略。摆球的选择：半径小一些（远小于摆线长度）、质量大一些。这样做成的装置才符合单摆模型，当摆角小于5°时，才可看成简谐运动，摆动周期 。
问题2：下图画出了细线上端的两种不同的悬挂方式。应该选用哪种方式？为什么？你还有更好的设计吗？
提示：应选用乙方式悬挂，因为相对于甲装置，乙装置在单摆摆动过程中摆长不变，且可调整摆长。
探究新知——物理量的测量
用刻度尺直接测量小球球心与悬挂点直接的距离作为摆长的测量值。
用游标卡尺测量小球的直径，算出它的半径，再用刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离，以二者之和作为摆长的测量值。
方案一：用停表测单摆一次全振动的时间作为它的周期测量值。方案二：用停表测单摆多次全振动的时间，然后计算求出它的周期数值。
提示：由于单摆一次全振动周期较短，测量误差较大，因此选择第二个方案较好。
你认为哪个方案好？为什么？
你认为停表计时起点，是从单摆的最低点开始好呢？还是从最大位置开始好呢？为什么？
提示：最低点。一是最低点位置很明确，便于观测，而最高点位置模糊不便观测；二是单摆经过最低点时的速度最快，在通过最低点的瞬间按动秒表计时最精确。
如何进行数据分析得出当地较为准确的重力加速度g?
1.平均值法:每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式 中求出g值,最后求出g的平均值。设计如下所示实验表格：
在很多实验数据分析中，为了让作图更为准确，我们通常怎么做？
提示：想办法找到测量的两个物理量之间的线性关系式，这样作图简单而又准确。
请尝试推导T与l之间的线性关系式？然后说明如何求出重力加速度g的准确值？
1.在实验中，哪些操作会导致实验产生误差？
主要来自于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，摆球和摆长是否符合要求，最大摆角是否不超过5°，是否在同一竖直平面内摆动等。
②测长度和摆球直径时，读数也容易产生误差。
①主要来自于时间测量，测量时间时要求从摆球通过平衡位置开始计时，在记次数时不能漏记或多记。同时应多次测量，再对多次测量结果求平均值。机械式停表只能精确到0.1s，读数时不需估读.
2.如果测量摆长过程中漏加了小球的半径？以上方法会对测量结果带来怎样的影响？
3.计算摆长时，少算或多算小球半径时，对实验结果有什么影响？
当少算半径时，实际上：
当多算半径时，实际上：
根据前面的分析，请梳理出完善的实验步骤，并交流。
1.在细线与小球连接制成单摆，然后固定在桌边的铁架台上2.用米尺量出线长L，用游标卡尺测摆球直径d，则单摆的摆长为3.让单摆小幅摆动，用秒表测量单摆完成30次全振动（或50次）所用的时间，并计算周期T。4. 改变摆长多做几次并记录数据5. 利用摆长l和周期T代入公式求出g或者作图利用斜率求出g
探究新知——实验注意事项
1．选择细线时应选择细、轻而且不易伸长，长度约1米左右的细线，小球应选密度较大、半径较小的金属球。2．单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁架台的杆上，以免造成悬点不固定，摆长变化的现象。3．测量摆长时应注意是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。注意摆线长与摆长的区别。4．要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。5．要注意控制摆球的最大摆角不超过5° 。6．计算单摆的振动次数时，应从小球通过最低位置时开始计时，同方向再次通过最低位置时，计数为1 、 2 ……7．改变悬线长度多次测量，最后求出g的平均值。
1.认真阅读课本本节内容，并完成课后“练习与应用”；