高三物理總復習 實驗12 探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度課件 魯科版

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1、實驗十二探究單擺的運動、實驗十二探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度用單擺測定重力加速度知識要點歸納知識要點歸納實驗目的實驗目的用單擺測定重力加速度用單擺測定重力加速度實驗原理實驗原理實驗器材實驗器材長約長約1 m的細線、帶有小孔的稍重的金屬球、的細線、帶有小孔的稍重的金屬球、帶有鐵夾的鐵架臺、毫米刻度尺、秒表、游標帶有鐵夾的鐵架臺、毫米刻度尺、秒表、游標卡尺卡尺過程分析導引過程分析導引2選材料時應選擇細、輕又不易伸長的線，長度選材料時應選擇細、輕又不易伸長的線，長度一般在一般在1 m左右，小球應選用密度較大的金屬球，左右，小球應選用密度較大的金屬球，直徑應較小，最好不超過直徑應較小，最好不超

2、過2 cm.3單擺擺線的上端不可隨意繞在帶鐵夾的桿上，單擺擺線的上端不可隨意繞在帶鐵夾的桿上，應夾緊在鐵夾中，以免擺球擺動時發(fā)生擺線下滑、應夾緊在鐵夾中，以免擺球擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象擺長改變的現(xiàn)象4注意控制單擺擺動時擺線與豎直方向的夾角不注意控制單擺擺動時擺線與豎直方向的夾角不超過超過10，且擺動時，要使之保持在同一個豎直平，且擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺面內(nèi)，不要形成圓錐擺5擺長測量擺長測量三、誤差分析三、誤差分析1本實驗系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否本實驗系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求，即：符合要求，即：懸點是否固定，是單擺還是復擺，球

3、、線是否符懸點是否固定，是單擺還是復擺，球、線是否符合要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振合要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪段長度作為擺長等等只要注意了動以及測量哪段長度作為擺長等等只要注意了上述這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠遠小上述這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠遠小于偶然誤差而可忽略不計的程度于偶然誤差而可忽略不計的程度2本實驗偶然誤差主要來自時間本實驗偶然誤差主要來自時間(即單擺周期即單擺周期)的的測量上，因此要注意測準時間測量上，因此要注意測準時間(周期周期)，要從擺球通，要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒數(shù)計時計數(shù)的方過平衡位置開始計時，并采用倒數(shù)計

4、時計數(shù)的方法，不能多記或漏記振動次數(shù)為了減小偶然誤法，不能多記或漏記振動次數(shù)為了減小偶然誤差，應進行多次測量后取平均值差，應進行多次測量后取平均值實驗典例精析實驗典例精析實驗步驟及原理的考查實驗步驟及原理的考查 某同學想在家里做用單擺測定重力加速度的某同學想在家里做用單擺測定重力加速度的實驗，但沒有合適的擺球，他只好找到一塊大小實驗，但沒有合適的擺球，他只好找到一塊大小為為3 cm左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球，左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球，實驗步驟是實驗步驟是A石塊用細尼龍線系好，結(jié)點為石塊用細尼龍線系好，結(jié)點為M，將尼龍線的，將尼龍線的上端固定于上端固定于O點點B用刻度尺測量用刻

5、度尺測量OM間尼龍線的長度間尼龍線的長度L作為擺長作為擺長C將石塊拉開一個大約將石塊拉開一個大約30的角度，然后由的角度，然后由靜止釋放靜止釋放(2)該同學用該同學用OM的長作為擺長，這樣做引起的系的長作為擺長，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實值偏大還統(tǒng)誤差將使重力加速度的測量值比真實值偏大還是偏??？你認為用何方法可以解決擺長無法準確是偏??？你認為用何方法可以解決擺長無法準確測量的困難？測量的困難？【解析解析】(1)實驗步驟中有重大錯誤的是：實驗步驟中有重大錯誤的是：B：大理石重心到懸掛點間的距離才是擺長：大理石重心到懸掛點間的距離才是擺長C最大偏角不能超過最大偏角不能超過5D

6、：應在擺球經(jīng)過平衡位置時計時：應在擺球經(jīng)過平衡位置時計時F：應該用各組的：應該用各組的L、T求出各組的求出各組的g后，再取平均后，再取平均值值【答案】見解析【答案】見解析【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】(1)本實驗是通過測周期利用周本實驗是通過測周期利用周期公式計算當?shù)刂亓铀俣?，因此影響周期的期公式計算當?shù)刂亓铀俣龋虼擞绊懼芷诘囊蛩貢嶒灲Y(jié)果造成影響因素會對實驗結(jié)果造成影響(2)實驗步驟的掌握要在實際操作中去領會每一實驗步驟的掌握要在實際操作中去領會每一步的設置意圖步的設置意圖實驗數(shù)據(jù)的處理方法實驗數(shù)據(jù)的處理方法 下表是用單擺測定重力加速度實驗中獲得下表是用單擺測定重力加速度實驗中獲得的有關數(shù)

7、據(jù)：的有關數(shù)據(jù)：擺長擺長l/m0.40.60.81.2周期周期T2/s21.62.43.24.8【答案】【答案】(1)如圖如圖1134所示所示(2)1.059.86【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】(1)利用利用lT2圖象可以消除由于圖象可以消除由于擺長引起的系統(tǒng)誤差擺長引起的系統(tǒng)誤差(2)用斜率求用斜率求g時，兩點的間距要盡量大一些時，兩點的間距要盡量大一些創(chuàng)新實驗創(chuàng)新實驗 (2009年高考浙江卷年高考浙江卷)(1)在在“探究單擺周探究單擺周期與擺長的關系期與擺長的關系”實驗中，兩位同學用游標卡實驗中，兩位同學用游標卡尺測量小球的直徑如圖尺測量小球的直徑如圖1135甲、乙所甲、乙所示測量方法正確的是示

8、測量方法正確的是_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)(2)實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為實驗時，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖光源與光敏電阻，如圖1136甲所示光敏電甲所示光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻與某一自動記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值阻阻值R隨時間隨時間t變化的圖線如圖乙所示，則該單變化的圖線如圖乙所示，則該單擺的振動周期為擺的振動周期為_若保持懸點到小球頂若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是原小球直徑點的繩長不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一倍的另一小球進行實驗，則該單擺的周期將小球進行實驗，則該單擺的周期將_(填填“變大變大”、“不變不變”或或“變小變小”)，圖乙中的，圖乙中的t將將_(填填“變大變大”、“不變不變”或或“變小變小”)【答案】【答案】(1)乙乙(2)2t0變大變大變大變大