高中物理《1.1.4單擺測定重力加速度》課件 新人教版選修3.ppt
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單擺測定重力加速度,【實驗練習】,1、實驗思考題: (1)用單擺測量重力加速度是根據(jù)什么物理關系?重力加速度計算式是什么? (2)該實驗需要測量哪些量?各用什么測量工具? (3)單擺應當選用什么樣的球?什么樣的線?線長度應當在什么范圍內(nèi)? (80~120cm) (4)怎樣保證小球的擺動是簡諧運動?小球擺成圓錐擺,對周期有什么影響? (5)測量擺長用什么測量工具? (6)怎樣測量單擺周期?從何處開始計時?到何處停止計時?測30~50個周期 有什么好處? (7)秒表怎樣讀數(shù)?短針怎樣讀數(shù)?長針怎樣讀數(shù)?要不要估讀? (8)刻度尺長度只有30cm,怎樣測重力加速度?,一個小球和一根細線就可以組成一個單擺.,【實驗原理】,,單擺在擺角很小的情況下做簡諧運動.單擺的周期與振幅、擺球的質(zhì)量無關.與擺長的二次方根成正比.與重力加速度的二次方根成反比.,單擺做簡諧運動時,其周期為:,故有:,因此只要測出單擺的擺長L和振動周期T,就可以求出當?shù)氐闹亓铀俣萭的值,并可研究單擺的周期跟擺長的關系.,,秒表的使用和讀數(shù):,注意:當內(nèi)側(cè)分針沒有超過半格時,外側(cè)秒針讀小于30的數(shù)字;,秒表的讀數(shù)等于內(nèi)側(cè)分針的讀數(shù)與外側(cè)秒針的讀數(shù)之和.,機械式停表只能精確到 0.1s,讀數(shù)時不需估讀.,超過半格時,外側(cè)秒針讀大于30的數(shù)字.,【實驗內(nèi)容】,1、步驟 (1)取約1m長的細線穿過帶孔的小鋼球,并打一個比小孔大一些的結(jié),然后拴在桌邊的支架上,如圖所示. (2)用米尺量出懸線長L′,準確到毫米;用游標卡尺測擺球直徑,算出半徑r,也準確到毫米。則單擺的擺長為L+r.,【實驗器材】,帶孔小鋼球一個,約1m長的細線一條,鐵架臺,米尺,秒表,游標卡尺.,(3)把單擺從平衡位置拉開一個很小的角度(例如不超過10o),然后放開小球讓它擺動,用停表測量單擺完成30次全振動(或50次)所用的時間,求出完成一次全振動所需要的時間,這個平均時間就是單擺的周期.,(5)改變擺長,重做幾次實驗.設計一個表格,把測得的數(shù)據(jù)和計算結(jié)果填入表格中,計算出每次實驗的重力加速度.最后求出幾次實驗得到的重力加速度的平均值,即可看作本地區(qū)的重力加速度.,(4)把測得的周期和擺長的數(shù)值代入公式 ,求出重力加速度g的值.,(1)選擇材料時應選擇細輕又不易伸長的線,長度一般在1m左右,小球應選用密度較大的金屬球,直徑應較小,最好不超過2 cm; (2)單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上,應夾緊在鐵夾中,以免擺動時發(fā)生擺線下滑或懸點不固定,擺長改變的現(xiàn)象; (3)注意擺動時擺角不易過大,不能超過10o,以保證單擺做簡諧運動; (4)擺球擺動時,要使之保持在同一個豎直平面內(nèi),不要形成圓錐擺;,【注意事項】,(5)測量應在擺球通過平衡位置時開始計時,因為在此位置擺球速度最大,易于分辯小球過此位置的時刻;畫出單擺的平衡位置,作為記時的參照點.必須是擺球同方向經(jīng)過平衡位置記一次數(shù). (6)測量單擺的擺長時應使擺球處于自然下垂狀態(tài),用米尺測量出擺線的長度,再用游標卡尺測出擺球的直徑,然后算出擺長.,1、測定重力加速度時: ①擺球應選用_____,擺線宜選用_____; ②測擺線的長度用_____,要求準確到_____,測小球直徑用_____,要求準確到_____,測量擺動30~50次時間用_____; ③此外,還需要配備_____和_____.,參考答案: ①重而小的實心球;輕而長且難以發(fā)生形變的細線; ②米尺;毫米;游標卡尺;0. 1 mm;停表; ③鐵架臺;鐵夾.,【實驗練習】,2、某同學測定的g的數(shù)值比當?shù)毓J值大,造成的原因可能是( ) ①擺球質(zhì)量太大了; ②量擺長時從懸點量到球的最下端; ③擺角太大了(擺角仍小于10°); ④計算擺長時忘記把小球半徑加進去; ⑤擺球不是在豎直平面內(nèi)做簡諧振動,而是做圓錐擺運動; ⑥計算周期時,將(n-1)次全振動誤記為n次全振動.,參考答案: ② ⑤ ⑥,3、在做“用單擺測定重力加速度的實驗”中為了減小誤差,應注意的事項是( ) A.擺球以選密度大,體積小的小球為好 ; B.擺長以0.25米為宜 ; C.擺角應小于10°; D.擺線的懸點要固定,方不會在擺動中出現(xiàn)移動或晃動 ; E.要使單擺在豎直平面內(nèi)擺動,不得使其形成錐形擺或擺球轉(zhuǎn)動 ; F.測量周期時,應從擺球通過最低點時開始計時 . ①只有A、B、C、D項正確 ②只有E、F項正確 ③只有ACDEF正確 ④都正確,答案: ③,4、如圖所示,兩根等長的輕繩同懸于同一點O,下端各系住一個大小相同的小球A、B且mA<mB,現(xiàn)將A球向左拔開一個小角θ(θ<5o),然后靜止釋放,兩球在最低點發(fā)生無機械能損失的碰撞,則它們第二次相碰的位置 (空氣阻力不計) ( ) A.發(fā)生在O點正下方 B.發(fā)生在O點正下方偏左 C.發(fā)生在O點正下方偏右 D.若mA= mB則 碰撞發(fā)生在O點正下方,答案: AD,- 配套講稿:
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