实验：利用单摆测重力加速度课件.ppt

1、实验：利用单摆测当地的重力加速度实验：利用单摆测当地的重力加速度一、实验目的一、实验目的用单摆测定当地的重力加速度用单摆测定当地的重力加速度二、实验原理二、实验原理有有“用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”的实验中：的实验中：有如下器材可供选用，你认为应选用的器材有如下器材可供选用，你认为应选用的器材的序号是的序号是_ _ _ 。(A)(A)约约1 1m m长的细线长的细线(B)B)约约0 03 3m m长的细线长的细线(C)C)约约0 08 8m m长的粗线长的粗线(D)D)直径约直径约1 1cmcm实心铁球实心铁球(E)E)直径约直径约1 1cmcm的实心木球的实心木球(F)F)毫米

2、刻度尺毫米刻度尺(G)G)游标卡尺游标卡尺(H)H)螺旋测微器螺旋测微器 (I)I)秒表秒表(J)J)手表手表(K)K)铁架台铁架台A D F G I K三、实验器材三、实验器材四、实验步骤：四、实验步骤：做单摆：取约做单摆：取约1米长的线绳穿过带孔的小钢球，米长的线绳穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的并打一个比小孔大一些的结，然后拴在桌边的支架上。支架上。用米尺量出悬线长用米尺量出悬线长l，准确到毫米，用，准确到毫米，用游标卡游标卡尺尺测摆球直径，算出半径测摆球直径，算出半径r，也准确到毫米，则，也准确到毫米，则摆长为摆长为l+r（注意悬线长即摆绳长的量法）。（注意悬

3、线长即摆绳长的量法）。把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它，用把单摆从平衡位置拉开一个角度放开它，用秒表测量单摆完成秒表测量单摆完成30次全振动次全振动（或（或50次）所用次）所用的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，的时间，求出完成一次全振动所需要的时间，这个平均时间就是单摆的周期。这个平均时间就是单摆的周期。反复测量三次反复测量三次，再算出测得周期数值的再算出测得周期数值的平均值平均值。把测得的周期（用平均值）和摆长的数值代把测得的周期（用平均值）和摆长的数值代入公式，求出重力加速度入公式，求出重力加速度g的值来。的值来。22/sTmL/根据所得数据计算摆根据所得数据计算摆长长L、周期周期

4、T，作作T2L图线，图解求出重力图线，图解求出重力加速度加速度g。五、数据处理五、数据处理六、注意事项：选择材料时应选择选择材料时应选择细轻又不易伸长的线细轻又不易伸长的线，长度，长度一般在一般在1m左右左右，小球应选用，小球应选用密度较大密度较大的金属球，的金属球，直径应较小直径应较小，最好不超过，最好不超过2cm；单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应应夹紧在铁夹中夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑，摆长，以免摆动时发生摆线下滑，摆长改变的现象；改变的现象；注意摆动时注意摆动时摆角不能过大摆角不能过大；摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，摆球

5、摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆不要形成圆锥摆；测量就从球通过测量就从球通过平衡位置时开始计时平衡位置时开始计时，因为在，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。时刻。一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤后，进行了如下步骤A:A:测摆长测摆长l l：用米尺量出摆线的长度。用米尺量出摆线的长度。B:B:测周期测周期T T：将摆球拉起，然后放开，在摆球通过最低将摆球拉起，然后放开，在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为点时

6、，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第第1 1次，接着一直数到摆球第次，接着一直数到摆球第6060次通过最低点时，按秒次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间表停止计时，读出这段时间t t，算出单摆的周期算出单摆的周期T Tt/60t/60。C:C:将所测得的将所测得的l l和和T T代入单摆的周期公式代入单摆的周期公式T T2 2（l/gl/g）-2-2，算出算出g g，将它作为实验的最后结果写入报告中去。将它作为实验的最后结果写入报告中去。指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正，（不要求进行误差计算）字母，并加以

7、改正，（不要求进行误差计算）_。A，l应等于线长加应等于线长加d 2；B，Tt/29.5；C，应测多应测多次取平均值次取平均值 例题：例题：在用单摆测定重力加速度的实验中有在用单摆测定重力加速度的实验中有个同学发现他测的重力加速度值总是个同学发现他测的重力加速度值总是偏大，其原因可能是（偏大，其原因可能是（）(A)(A)实验室处在高山上，离海平面太高实验室处在高山上，离海平面太高(B)B)单摆所用的摆球太重了单摆所用的摆球太重了(C)C)测出测出n n次全振动的时间为次全振动的时间为t t，误作为误作为（n n1 1）次全振动的时间进行计算次全振动的时间进行计算(D)D)以摆线长与摆球直径之和

8、作为摆长以摆线长与摆球直径之和作为摆长来计算来计算CDCD在用单摆测定重力加速度的实验中单摆的在用单摆测定重力加速度的实验中单摆的摆角必须小于摆角必须小于5 5，其原因是（，其原因是（）(A)(A)单摆的周期与振幅有关，摆角超过单摆的周期与振幅有关，摆角超过5 5，测出周期偏大测出周期偏大(B)B)摆角越大，受空气阻力越大，影响实验摆角越大，受空气阻力越大，影响实验效果效果(C)C)摆角小给实验带来很大方便摆角小给实验带来很大方便(D)D)摆角超过摆角超过5 5，单摆的振动不再是简谐，单摆的振动不再是简谐振动，周期公式失效振动，周期公式失效 D D在用单摆测定重力加速度的实验中以下做法错在用单

9、摆测定重力加速度的实验中以下做法错误的是（误的是（）(A)(A)计时时应测计时时应测3030个以上的全振动时间，并重个以上的全振动时间，并重复测量三次以上复测量三次以上(B)B)量摆长时，把系小铁球的细线拉直后放到量摆长时，把系小铁球的细线拉直后放到水平桌面上，然后用来米尺量出其长度水平桌面上，然后用来米尺量出其长度(C)C)用秒表计时时，小球摆到最高位置，即小用秒表计时时，小球摆到最高位置，即小球速度为零的瞬间揿动秒表球速度为零的瞬间揿动秒表(D)D)因单摆周期与小球质量无关，所以选用小因单摆周期与小球质量无关，所以选用小球时，其材料密度和体积大小无特殊要求球时，其材料密度和体积大小无特殊要

10、求 BCDBCD秒表的使用和读数：秒表的使用和读数：注意：当内侧分针没注意：当内侧分针没有超过半格时，外侧有超过半格时，外侧秒针读小于秒针读小于30的数字的数字；秒表的读数等于内侧秒表的读数等于内侧分分针针的读数与外侧的读数与外侧秒针秒针的的读数之和读数之和.机械式停表只能精确到机械式停表只能精确到 0.1s，读数时，读数时不需估读不需估读.超过半格时，外侧超过半格时，外侧秒针读大于秒针读大于30的数的数字字.有有“用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”的实验中：如果某的实验中：如果某同学用秒表记录下单摆做同学用秒表记录下单摆做40次全振动所用时间，次全振动所用时间，秒表示数如图所示，则这单摆的振动周期是秒表示数如图所示，则这单摆的振动周期是_s。2.57 图是图是“用单摆测重力加速度用单摆测重力加速度”实验中，测实验中，测定定 不同摆长时单摆的周期所得到的不同摆长时单摆的周期所得到的T T 图 线，由 此 图 可 求 出 重 力 加 速 度图 线，由 此 图 可 求 出 重 力 加 速 度 g g _m_ms s2 2。l9.87游标卡尺的读数