高考物理一轮复习第七章实验七探究单摆运动利用单摆测定重力加速度课件

这是一份高考物理一轮复习第七章实验七探究单摆运动利用单摆测定重力加速度课件，共21页。PPT课件主要包含了实验原理与操作，误差分析，注意事项，图S7-1，图S7-2，摆摆长之比，LALB，图S7-4，实验原理的拓展创新，图S7-5等内容，欢迎下载使用。

二、数据处理与误差分析1.数据处理.
1.选择摆线时应尽量选择细、轻且不易伸长的线，长度一般在1 m 左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过 2 cm.
2.单摆悬线的上端不可随意卷在杆上，应夹紧在铁夹中，以免
摆动时发生摆线下滑、摆长改变的情况.
3.注意摆动时控制摆线偏离竖直方向的角度不超过 5°，可通
过估算振幅的办法掌握.
按下停表，开始计时.最后秒表计时为 t，记数为 n，则周期 T＝ .
4.摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆
5.计算单摆的全振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方做一标记.以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时
考点 1 实验原理及操作
【典题 1】某学习小组学习了单摆的相关知识后，想利用如图
S7-1 所示的装置测量当地的重力加速度.
(1)组装单摆时，应在下列器材中选用________(填字母).A.长度为 60 cm 左右的橡皮条B.长度为 80 cm 左右的细线C.直径为 3 cm 左右的塑料球D.直径为 3 cm 左右的钢球(2)实验步骤如下：
A.用游标卡尺测量小球的直径.B.按装置图安装好实验装置.
C.用米尺测量细线悬点到小球的长度 L.
D.将小球拉离平衡位置一个小角度，由静止释放小球，稳定后小球在某次经过平衡位置时开始计时，并计数为 0，此后小球每摆到平衡位置一次，计数一次，依次计数为 1、2、3…当数到 20时，停止计时，测得时间为 t.
E.多次改变悬线长度，测出对应每次悬线的长度，重复实验
F.计算出每个悬线长度对应的 t2.
G.以 t2 为纵坐标、L 为横坐标，作出 t2-L 图线.
结合上述实验步骤，完成下列任务：
该同学根据实验数据，利用计算机作出 t2-L 图线如图 S7-2 所示.根据图线拟合得到方程 t2＝403.3L＋6.3.由此可以得出当地的重力加速度 g＝__________m/s2.(π 取 9.86，结果保留 3 位有效数字)
(3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因是____________
____________________________________________________.
答案：(1)BD (2)9.78 m/s2 (3)没有把球的半径算入摆长
考点 2 数据处理
【典题 2】(2023 年湖南岳阳二模)有两位同学利用假期去参观分别位于北京和广州的物理实验室，各自探究了“单摆的周期 T与摆长 L 的关系”.
(1)单摆振动的回复力是________.A.摆球所受的重力
B.摆球重力在垂直摆线方向上的分力C.摆线对摆球的拉力
D.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力
(2)如图 S7-3 所示，用游标卡尺测量小球直径 D，其读数为________mm.图 S7-3(3)两位同学测量出 A、B 两个单摆的多组周期 T、摆长 L 的数值后，用计算机绘制了 A、B 的 T2-L 图像如图 S7-4 甲所示，并绘制了 A、B 两个单摆的某次振动图像(如图乙)，由此可知，两单
解析：(1)摆球所做运动为圆周运动的一部分，对摆球受力分析可知，重力沿摆线方向的分力与摆线对摆球的拉力的合力为摆球做圆周运动提供向心力，重力垂直于摆线方向的分力为单摆的回复力，B 正确，A、C、D 错误.
(2)由题图可知，游标卡尺分度值为 0.05 mm ，主尺读数为10 mm，游标尺第 12 刻线与主尺刻线对齐，所以游标卡尺读数为10 mm＋12×0.05mm＝10.60 mm.
【典题 3】(2023 年四川成都三模)某同学在家中组装了几套“用单摆测定重力加速度”的简易实验装置，其中最合理的是图S7-5 中的________.该同学在固定摆线的过程中，将摆线在铁架台的水平杆上缠绕若干圈后用铁夹夹住，其剖面如图 S7-6；接着用游标卡尺测小球直径d、用毫米刻度尺测铁夹下端到小球上端的摆线长度 L、用秒表测单摆 n 次全振动的时间 t.若单摆摆动过程中，摆角小于5°，忽略空气阻力，则测得的重力加速度大小 g＝_____(用 d、L、t 等表示)，该测量中，重力加速度的测量值________(填“大于”“小于”或“等于”)真实值.
解析：单摆要求悬挂点固定，摆长长度不变，同时为了减小空气阻力产生的影响，应用密度较大的铁球，丁正确.根据题意可