小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com第2课时实验九：用单摆测量重力加速度目标要求1.知道利用单摆测量重力加速度的原理。2.掌握利用单摆测量重力加速度的方法。考点一实验技能储备1．实验原理当摆角较小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T＝2π，由此得到g＝，因此，只要测出摆长l和振动周期T，就可以求出当地的重力加速度g的值。2．实验器材铁架台、单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表。3．实验过程(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，做成单摆。(2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，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，如图所示。(3)用毫米刻度尺量出摆线长度l′，用游标卡尺测出金属小球的直径，即得出金属小球半径r，计算出摆长l＝l′＋r。(4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(小于5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t，计算出单摆的振动周期T。(5)根据单摆周期公式，计算当地的重力加速度。(6)改变摆长，重做几次实验。4．数据处理(1)公式法：利用T＝求出周期，算出三次测得的周期的平均值，然后利用公式g＝求重力加速度。(2)图像法：根据测出的一系列摆长l对应的周期T，作l－T2的图像，由单摆周期公式得l＝T2，图像应是一条过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率k，即可利用g＝4π2k求重力小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com加速度。5．误差分析系统误差：本实验的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，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的摆动以及测量哪段长度作为摆长等等。偶然误差：本实验的偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上。为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值。6．注意事项(1)一般选用一米左右的细线。(2)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定。(3)应在小球自然下垂时用毫米刻度尺测量悬线长。(4)单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于5°。(5)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。例1(2023·新卷课标·23)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图(a)所示，该示数为________mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图(b)所示，该示数为________mm，则摆球的直径为________mm。(2)单摆实验的装置示意图如图(c)所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角________5°(填“大于”或“小于”)。(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50cm，则摆长为________cm。实验中观测到从摆球小学、初中、高中各种试卷真题知识归纳文案合同PPT等免费下载www.doc985.com第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60s，则此单摆周期为________s，该小组测得的重力加速度大小为______m/s2。(结果均保留3位有效数字，π2取9.870)答案(1)0.006(0.005、0.007也可)20.035(20.034、20.036均可)20.029(20.027、20.028、20.030均可)(2)大于(3)82.51.829.83解析(1)题图(a)读数为0＋0.6×0.01mm＝0.006mm(0.005mm、0.007mm也可)；题图(b)读数为20mm＋3.5×0.01mm＝20.035mm(20.034mm、20.036mm均可)；球的直则摆径为20.035mm－0.006mm＝20.029mm(20.027mm、20.028mm、20.030mm均可)(2)若角度上移形成如所示，角大于盘则图图样则实际摆5°。(3)＝度＋半，代入据算可得摆长摆线长径数计摆长为82.5cm；小球第从1次到61次最低点了经过经过30周期，个则T＝s＝1.82s根据周期公式单摆T＝2π，可得g＝≈9.83m/s2。例2(2023·广莞市模东东拟)实验小组的同学在实验室做“用单摆测量重力加速度”的实验。(1)下列最合理的装置是________。(2)为使重力加速度的测量结果更加准确，下列做法合理的有________。小学、初...