高考物理一輪復(fù)習(xí) 第11章第3講 探究單擺的運(yùn)動(dòng) 用單擺測定重力加速度課件 魯科版asp

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1、 1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?(1)探究單擺的運(yùn)動(dòng) (2)學(xué)會用單擺測重力加速度 2實(shí)驗(yàn)原理 3實(shí)驗(yàn)器材 帶孔1個(gè)、線繩1條(約1 m長)、毫米刻度尺、秒表、帶鐵夾的鐵架臺小鋼球小鋼球游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺 考點(diǎn)實(shí)驗(yàn)過程 1實(shí)驗(yàn)步驟 (1)做單擺 讓線的一端穿過小球的小孔, 然后打一個(gè)比小孔大一些的結(jié) 把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上并把鐵架臺放在實(shí)驗(yàn)桌邊(如圖所示)使鐵夾伸到桌面以外,讓擺球自由下垂,在單擺平衡位置處做上標(biāo)記 (3)測周期:將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度,且滿足擺角小于10,然后釋放擺球,當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后,過平衡位置時(shí)用秒表開始計(jì)時(shí),測量3050次全振動(dòng)的時(shí)間計(jì)算出平均擺動(dòng)一次的時(shí)間,即為單擺的振動(dòng)周

2、期T.l/mT/sT2/s2 根據(jù)上表中數(shù)據(jù)作出圖線 (2)平均值法:每改變一次擺長,測量一組數(shù)據(jù),計(jì)算一個(gè)g值多測幾組,求g的平均值 3注意事項(xiàng) (1)為減小誤差,要從擺球過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí) (2)要測多次全振動(dòng)的時(shí)間來計(jì)算周期 (3)構(gòu)成單擺的條件:細(xì)線的質(zhì)量要小,彈性要小,球要選用體積小、密度大的小球,擺角不能超過10. (4)要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動(dòng),不能形成圓錐擺 (5)測擺長時(shí)應(yīng)在把擺球吊起后靜止時(shí),從懸點(diǎn)起量到擺球的球心 4誤差分析 (1)系統(tǒng)誤差:主要來源于單擺模型本身是否符合要求,即懸點(diǎn)是否固定,球線是否符合要求,振動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)的振動(dòng)等 (2)偶然誤差:

3、主要來自時(shí)間的測量上因此,要從擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí),不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù) (3)減小偶然誤差的方法:通常采用兩種方法:多次測量求平均值;圖象法 【案例1】(2008上海高考)在“用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中, (1)某同學(xué)的操作步驟為: a取一根細(xì)線,下端系住直徑為d的金屬小球,上端固定在鐵架臺上 b用米尺量得細(xì)線長度l c在擺線偏離豎直方向5位置釋放小球 d用秒表記錄小球完成n次全振動(dòng)的總時(shí)間t,得到周期Tt/n 按 上 述 方 法 得 出 的 重 力 加 速 度 值 與 實(shí) 際 值 相 比_ (填“偏大”“相同”或“偏小”) (2)已知單擺在任意擺角時(shí)的周期公式可近似為T 數(shù)為了用圖

4、象法驗(yàn)證該關(guān)系式,需要測量的物理量有_;若某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到了如圖所示的圖線,則圖象中的橫軸表示_ 【解析】(1)單擺擺長為擺線長度與小球半徑之和,因該同學(xué)將偏小的擺長代入公式計(jì)算,所得重力加速度的測量值偏小于實(shí)際值 (2)為驗(yàn)證該關(guān)系式,需要測量單擺在任意擺角時(shí)的周期T,根據(jù)公式與圖象的函數(shù)關(guān)系式可推導(dǎo)得到擺角0時(shí)橫軸的截距為T0. 【答案】(1)偏小(2)T(或t、n)、T (1)如果已知擺球直徑為2.00 cm,讓刻度尺的零點(diǎn)對準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn),擺線豎直下垂,如圖甲所示,那么單擺擺長是_如果測定了40次全振動(dòng)的時(shí)間如圖乙中秒表所示,那么秒表讀數(shù)是_s單擺的擺動(dòng)周期是_s. (2)如果測得的g

5、值偏小,不可能的原因是_(填寫代號) A測擺長時(shí),忘記了擺球的半徑 B擺線上端懸點(diǎn)未固定,振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng),使擺線長度增加了 C開始計(jì)時(shí)時(shí),秒表過早按下 D實(shí)驗(yàn)中誤將39次全振動(dòng)次數(shù)記為40次 (3)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中,測量6種不同擺長情況下單擺的振動(dòng)周期,記錄表格如下: 以l為橫坐標(biāo),T2為縱坐標(biāo),作出T2l圖線,并利用此圖線求重力加速度l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84 【答案】(1)87.40 cm75.21.88(2)D (3)如圖所示9.86 m/s2 【誤區(qū)警示】本題易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是: (1)本題中測擺長時(shí)很容易將刻度尺的示數(shù)誤認(rèn)為擺長,而忽略了球的半徑 (2)在讀秒表時(shí),錯(cuò)誤的估讀,秒表是齒輪傳送,不需估讀 (3)利用圖象處理數(shù)據(jù)時(shí),不是借助圖象的斜率,而是利用數(shù)據(jù)表中的一組或兩組數(shù)據(jù),從而導(dǎo)致出現(xiàn)較大誤差

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