实验用单摆测量重力加速度（新教材）人教版高中物理选择性必修第一课件.pptx

1、第二章第二章 第第5节节实验：用单摆测量重力加速度实验：用单摆测量重力加速度问题导入问题导入当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得周期公式可得 。想一想，要根据上式。想一想，要根据上式测量重力加速度，需要测量哪些物理量？应测量重力加速度，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？才能减小实验误差？知识梳理知识梳理一、实验装置一、实验装置1做单摆：让线的一端穿过小球的小孔，然后打一做单摆：让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结。把线的上端用铁夹固定在铁架台个比小孔

2、大一些的结。把线的上端用铁夹固定在铁架台上并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让上并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上标记。摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上标记。问题：问题：(1)如何选择摆线和摆长？为什么？如何选择摆线和摆长？为什么？(2)下面有两种不同的悬挂方式，应该选哪种？为什下面有两种不同的悬挂方式，应该选哪种？为什么？么？二、物理量的测量二、物理量的测量1测摆长：测摆长：(1)方法一：用刻度尺直接侧量小球方法一：用刻度尺直接侧量小球球心球心与与悬悬挂点挂点之间的距离作为摆长之间的距离作为摆长l。(2)方法二：用游标卡尺测量小球的直

3、径方法二：用游标卡尺测量小球的直径d，用，用刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离l，则，则摆长摆长lld/2。(3)方法三：用刻度尺先测量悬挂点与小球上方法三：用刻度尺先测量悬挂点与小球上端之间的距离端之间的距离l1，再测量悬挂点与小球下端之间，再测量悬挂点与小球下端之间的距离的距离l2，则可得摆长，则可得摆长l(l1l2)/22测周期：测周期：用停表测量单摆的周期。将单摆从平衡位置拉用停表测量单摆的周期。将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足开一个角度，且满足偏角小于偏角小于5，然后释放摆，然后释放摆球，当单摆摆动稳定后，用秒表测量单摆完成球，当单摆摆动稳定

4、后，用秒表测量单摆完成30次次(或或50次次)全振动的时间全振动的时间t。计算出平均摆动一次。计算出平均摆动一次的时间的时间Tt/n，即为单摆的振动周期。，即为单摆的振动周期。问题：问题：(1)能否直接测量单摆做一次全振动的时间，能否直接测量单摆做一次全振动的时间，并将此作为单摆的周期？并将此作为单摆的周期？(2)当小球摆到什么位置时开始计时？当小球摆到什么位置时开始计时？(3)从小球经过平衡位置开始计时，记录小球从小球经过平衡位置开始计时，记录小球又有又有N次经过平衡位置，小球经历了几次全振动？次经过平衡位置，小球经历了几次全振动？三、数据处理三、数据处理1平均值法：改变摆长，重做几次实验计

5、算出平均值法：改变摆长，重做几次实验计算出每次实验的重力加速度，最后求出几次实验得到的重每次实验的重力加速度，最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值。力加速度的平均值。2图象法：分别以图象法：分别以l和和T2为纵坐标和横坐标，作出为纵坐标和横坐标，作出 的图象，它应该是过原点的的图象，它应该是过原点的一条直线一条直线，根据，根据这条直线可以求出斜率这条直线可以求出斜率k，则重力加速度值，则重力加速度值g42k。四、注意事项四、注意事项1摆线应选择细、轻而且摆线应选择细、轻而且不易伸长不易伸长的，长度为的，长度为1 m左右的，不要过长或过短，太长测量不方便，太短摆左右的，不要过长或过短，太长测

6、量不方便，太短摆动太快，不易计数。小球应选动太快，不易计数。小球应选体积小体积小、密度大密度大的金属的金属球，这样可以减小空气阻力的影响球，这样可以减小空气阻力的影响2单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁夹的单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁夹的杆上，以免造成悬点不固定，杆上，以免造成悬点不固定，摆长变化摆长变化的现象。的现象。3摆长要悬挂好摆球后再测，不要先测摆长摆长要悬挂好摆球后再测，不要先测摆长再系小球，因为悬挂摆球后细绳会发生形变。测再系小球，因为悬挂摆球后细绳会发生形变。测量摆长时应注意是量摆长时应注意是悬点到球心悬点到球心的距离，等于摆线的距离，等于摆线长加上小球半径。注意长加上小球半径

7、。注意摆线长摆线长与与摆长摆长的区别。的区别。4要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。摆角要锥摆。摆角要小于小于5(中学阶段实验时不要超过中学阶段实验时不要超过15)，不要过大，因为摆角过大，单摆的振动，不要过大，因为摆角过大，单摆的振动不再是简谐运动，公式不再是简谐运动，公式 就不再适用就不再适用5计算单摆的振动次数时，应从小球通过计算单摆的振动次数时，应从小球通过最最低位置低位置(平衡位置平衡位置)时开始计时，同方向再次通过时开始计时，同方向再次通过最低位置时累加计数最低位置时累加计数重点突破重点突破例例1(1)测量单摆的振动周期，测量时间应从摆测量

8、单摆的振动周期，测量时间应从摆球经过球经过_(选填选填“平衡位置平衡位置”或或“最高点最高点”)时开时开始计时；某次测定了始计时；某次测定了50次全振动的时间如图中停次全振动的时间如图中停表所示，那么停表读数是表所示，那么停表读数是_s；该单摆的周；该单摆的周期是期是T_s(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)答案：答案：(1)平衡位置平衡位置67.41.35结论：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转(2)构成系统的两物体原来静止，因相互作用而反向运动(1)比较图中代号为_的三个图，可以说明猜想A是否正确；用m表示物体的质量

9、，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：Emc2.原子核的核电荷数质子数，原子核的质量数质子数中子数3电磁波师读得非常正确“时”是“小时”的简称在计算和用中文符号书写单位时，要用简称所以写作“千米时(kmh)”，读作“千米每小时”同学们还要注意在物理课中不要沿用小学数学中以长度单位作速度单位的方法，不要说：“速度是每秒米或速度是每小时千米”2两物体不相碰的临界问题逸出功：W0|E|E1速度变换公式：uuv1uvc2.(1)测质量：用天平测出滑块质量二、液体压强的计算(2)测量出多组周期测量出多组周期T、摆长、摆长L数值后，画出数值后，画出T2L图象如图所示，此图线斜率的物理意义图象如图所示

10、，此图线斜率的物理意义是是()答案：答案：C(3)在描点时若误将摆线长当作摆长，那么画在描点时若误将摆线长当作摆长，那么画出的直线将不通过原点，则由图线斜率得到的重出的直线将不通过原点，则由图线斜率得到的重力加速度将会力加速度将会()A偏大偏大B偏小偏小C不变不变 D都有可能都有可能(4)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度他采用的方法是：先测出一摆出了重力加速度他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期线较长的单摆的振动周期T1，然后把摆线缩短适，然后把摆线缩短适当的长度当的长度L，再测出其振动周期，再测出其振动周期T2.则可用该同则可

11、用该同学测出的物理量来表达重力加速度为学测出的物理量来表达重力加速度为g_.变式训练变式训练1将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知未知)且开口向下的小筒中且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外单摆的下部分露于筒外)，如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静如图甲所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁，如果止释放，设单摆摆动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心的距离球心的距离L，并通过改变，并通过改变L而测出对应的摆动周期而

12、测出对应的摆动周期T，再以再以T2为纵轴、为纵轴、L为横轴作出函数关系图象，那么就可为横轴作出函数关系图象，那么就可以通过此图象得出小筒的深度以通过此图象得出小筒的深度h和当地的重力加速度和当地的重力加速度g.(1)现有如下测量工具：现有如下测量工具：A.时钟；时钟；B.停表；停表；C.天平；天平；D.毫米刻度尺本实验所需的测量工具有毫米刻度尺本实验所需的测量工具有_(2)如果实验中所得到的如果实验中所得到的T2L关系图象如图乙所示，关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是那么真正的图象应该是a、b、c中的中的_(3)由图象可知，小筒的深度由图象可知，小筒的深度h_m；当地；当地重力加速度重力

13、加速度g_m/s2.答案：答案：(1)BD(2)a(3)0.39.86一、原子的核式结构生看看他们谁跑在最前面，跑在最前面的人跑的路程最长，而时间一样(2)直接跃迁与间接跃迁：原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和四、原子核的衰变和半衰期眼睛和眼镜是人教版新课标教材八年级物理上册第三章第四节的内容，主要包括眼睛的构造、成像原理，眼睛的调节作用、近视眼远视眼的成因及其矫正等内容。它是第三章“透镜及其应用”中的重要组成部分，不仅涉及透镜的

14、初步知识、照相机成像原理、凸透镜成像规律等物理知识，还涉及生物学科知识。二、液体压强的计算以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hEmEn求得若求波长可由公式c求得1、液体内部朝各个方向都有压强；在同一深度，各方向压强_，深度增加，液体的压强_；液体的压强还与液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强_。结合多媒体课件演示共同归纳总结：看远处物体时：睫状体放松，晶状体较薄，焦距较长，远处物体射来的光刚好会聚在视网膜上，人便能看清楚远处的物体；看近处物体时：睫状体收缩，晶状体较厚，焦距较短，近处物体射来

15、的光又会聚在视网膜上，人便能看清楚近处的物体。请同学们先看自己的手纹，然后眺望远方，亲自感受眼睛是怎样调节的。1爱因斯坦光电效应方程箱顶受到水的压力为F1=p1S1=1960 Pa(0.30.3410-4)m2=175.6 N，安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm10 cm，这时，可观察白光的干涉条纹变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场投影两物体发生完全非弹性碰撞后，速度相同，动能损失最大，但仍遵守动量守恒定律(2)光电效应说明光具有粒子性(5)改变条件：改变碰撞条件，重复实验第一节动量守恒定律及其应用(实验：验证动量守恒定律)(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；猜想A：在同一深度，液体内部向各个方向都有压强，且向各个方向的压强相等；放录像(2)分类（2）设计进行试验。碰前两物体同向，则v后v前；碰后，原来在前的物体速度一定增大，且v前v后衰变类型衰变衰变1爱因斯坦光电效应方程谢谢观看！