高中物理5 实验：用单摆测量重力加速度教案配套课件ppt

这是一份高中物理5 实验：用单摆测量重力加速度教案配套课件ppt，共18页。PPT课件主要包含了实验思路，摆长L和周期T，实验装置，橡皮筋，大木球，乒乓球，小钢球，粗麻绳，物理量的测量，摆长的测量等内容，欢迎下载使用。
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。
求重力加速度的方法有哪些？
这节课我们利用单摆周期公式来测量重力加速度。
当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式
要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？
应该如何设计实验装置、选择实验器材？
怎样才能减小实验误差？
如图所示，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。
1. 应该如何选择细线和摆球？
2.应该如何选择悬挂方式？
(1)用米尺量出悬线长L线，准确到毫米。
(2)用游标卡尺测摆球直径，算出半径r，也准确到毫米。
我们一般用停表测量单摆的周期。
也可以用电子表中的秒表测量单摆的周期。
将单摆从平衡位置拉开一个小角度(摆角小于5°)，然后释放摆球让单摆在竖直平面内摆动。当单摆摆动稳定后，过平衡位置时开始计时，且在数“零”的同时按下停表，以后每当摆球从同一方向通过平衡位置时计数1次；测量30～50次全振动的时间。计算出完成一次全振动的时间，即为单摆的振动周期T。
记测量n次全振动的时间t。
把测得的周期和摆长的数值代入公式
求出重力加速度g的值来。
改变摆长，重做几次实验,计算出每次实验的重力加速度，填入设计的表格中。
最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值。
在用单摆测量重力加速度时，若所用的摆球质量分布不均匀，不能用摆线长加球半径得到单摆的摆长。我们采用如下方法解决这个问题：
由①②两式可求得当地的重力加速度
如果要求用图像法来测定重力加速度，哪么应该如何建立坐标系？
【练习1】(多选)在做“用单摆测定重力加速度的实验”中为了减小误差，应注意的事项是( )A．摆球以选密度大，体积小的小球为好；B．长以0.25米为宜； C．摆角应小于5°；D．摆线的悬点要固定，才不会在摆动中出现移动或晃动 ；E．要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆或摆球转动 ；F．测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时①A、B、C、D项正确②只有E、F项正确 ③ACDEF正确④都正确
解析：为了减小空气阻力的影响，摆球应选密度大，体积小的小球，A对；只有当摆角很小时，一般小于50，单摆的运动才可以看作简谐运动，C对；悬点要固定好，要在竖直面内摆动，D、E对；测量周期时，小球到达最高点的时刻不易把握，应在小球过最低点时开始计时，F对。
【练习2】有一单摆，其摆长l=1.02 m,摆球的质量m=0.10 kg，已知单摆做简谐运动，单摆振动30次用的时间t=60.8 s，试求：(1)当地的重力加速度是多大？(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？
解析：(1)当单摆做简谐运动时，其周期公式
代入数据解得g=9.79 m/s2。
【练习3】某同学用单摆测当地的重力加速度.他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图(a)所示.通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图象如图(b)所示.由图象可知，摆球的半径r＝________ m，当地重力加速度g＝_____ m/s2；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会______(选填“偏大”“偏小”或“一样”)