人教版（2019）高中物理选择性必修第一册 2.5《实验：用单摆测量重力加速度》课件PPT+教案+练习

第二单元 机械振动§2.5 实验：用单摆测量重力加速度人教版高中物理选择性必修第一册课前回顾 单摆的周期各地的重力加速度gg变化规律：随地球纬度的增加，g增大新课引入了解地球表面重力加速度的分布，对地球物理学、航空航天技术及大地测量等领域有十分重要的意义。为此，就需要了解测量重力加速度的方法理论上，与重力相关的物理现象都可以用来测量g例如，利用自由落体运动就可以测量 g新课教学一.实验思路实验原理：当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得  实验目的：用单摆测量重力加速度的大小要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？1.单摆的摆长L2.单摆的周期T新课教学二.实验装置实验仪器:带孔小钢球一个、细线一条(约1 m长)、铁架台、米尺、停表、游标卡尺在细线的一端打一个比小球上的孔径稍大些的结，将细线穿过球上的小孔，并把细线上端固定在铁架台上，就制成一个单摆．将铁夹固定在铁架台的上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，方便使用不同长度的摆线．新课教学三.物理量的测量1.摆长的测量（摆长是摆线长度和小球半径之和）方法一：用刻度尺直接测量小球球心与悬挂点之间的距离作为摆长的测量值，用如图所示的方法减小误差方法二：用游标卡尺测量小球的直径，算出它的半径，再测量悬挂点与小球上端之间的距离，以两者之和作为摆长的测量值新课教学三.物理量的测量2.周期的测量（用停表测量单摆的周期）方法一：测量单摆做一次全振动的时间作为它的周期的测量值方法二：测量单摆做多次全振动（例如几十次）的时间，然后通过计算求出它的周期的测量值方法二可以减少停表的测量误差，是最优方法．那种方法更好呢？新课教学四.实验步骤  新课教学五.数据处理 方法一：平均值法 将单摆的摆长变短或变长，重复实验三次，测出相应的摆长 L 和周期 T.求出每组对应的g值，最后求出g的平均值.  新课教学六.误差分析1.系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求。例如，悬点是否固定，是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆还是同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等.2.偶然误差①主要来自于时间（单摆周期）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.②长度(摆线长、摆球的直径)的测量时，读数读到毫米位即可(即使使用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米位)。时间的测量中，停表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可.新课教学七.减小误差的方法新课教学八.注意事项 课堂小结一.实验思路二.实验装置三.物理量的测量 1.摆长的测量 2.周期的测量四.实验步骤五.数据处理六.误差分析七.减小误差的方法八.注意事项课堂练习 18.6课堂练习 abe课堂练习  课堂练习例3：根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度。如图所示，将细线的上端固定在铁架台上，下端系一小钢球，就做成了单摆。(1)记录时间应从摆球经过________开始计时。(2)以下是实验过程中的一些做法，其中正确的是________。A．摆线要选择细些的、伸缩性小些的，并且尽量长一些B．摆球尽量选择质量大些、体积小些的C．为了使摆的周期大一些，以方便测量，开始时拉开摆球，使摆线相距平衡位置有较大的角度D．拉开摆球，使摆线偏离平衡位置不大于5°，在释放摆球的同时开始计时，当摆球回到开始位置时停止计时，此时间间隔Δt即为单摆周期T平衡位置AB课堂练习AC(3)如果某同学测得的g值偏小，可能的原因是________。A．误将摆线长当作摆长B．测摆线线长时将摆线拉得过紧C．摆动过程中悬挂点松动了D．实验中误将49次全振动计为50次课堂练习例4：在用单摆测重力加速度的实验中：(1)在“用单摆测定重力加速度”的实验中，用毫米刻度尺测得悬线长为98.00 cm，用10分度的游标卡尺测摆球的直径时示数如图所示，则该单摆的摆长为________cm。98.99课堂练习ACEH(2)为了比较准确地测量出当地的重力加速度值，应选用下列所给器材中的哪些？(将所选用的器材的字母填在题后的横线上)A．长1 m左右的细绳　　 B．长30 m左右的细绳C．直径2 cm的铁球 D．直径2 cm的木球E．停表 F．时钟G．最小刻度是厘米的直尺H．最小刻度是毫米的直尺所选择的器材是________(填字母)。(3)实验时摆线偏离竖直线的要求是____________________。为了减小测量周期的误差，应在____________________开始计时和结束计时。偏角不超过(或小于)5°最低点(或平衡位置)课程结束