2.5实验：用单摆测量重力加速度-ppt课件（含视频） -（2019）新人教版高中物理选择性必修第一册.rar

2.52.5实验：用单摆测量重力加速度实验：用单摆测量重力加速度 第二章机械振动情景引入情景引入理论上，与重力相关的物理现象都可以用来测量g。例如，利用自由落体运动就可以测量g。当摆角较小时，单摆做简谐运动，根据其周期公式可得 。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？新课教学新课教学一、实验装置1做单摆：让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结。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，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处作上标记。问题：(1)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？为什么？新课教学新课教学二、物理量的测量1测摆长：(1)方法一：用刻度尺直接侧量小球球心与悬挂点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径d，用刻度尺测量悬挂点与小球上端之间的距离l，则摆长lld/2。(3)方法三：用刻度尺先测量悬挂点与小球上端之间的距离l1，再测量悬挂点与小球下端之间的距离l2，则可得摆长l( l1l2)/新课教学新课教学2测周期：二、物理量的测量用秒表测量单摆的周期 将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足偏角小于5，然后释放摆球，当单摆摆动稳定后，用秒表测量单摆完成30次(或50次)全振动的时间t。计算出平均摆动一次的时间Tt/n，即为单摆的振动周期。问题：(1)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？(2)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，记录小球又有N次经过平衡位置，小球经历了几次全振动？新课教学新课教学例、在“探究单摆周期与摆长的关系”的实验中:乙(1)选择好器材,将符合实验要求的单摆悬挂在铁架台上,应采用图_中所示的固定方式。(2)需要测量悬线长度,现用最小分度为1 mm的米尺测量,图丙中箭头所指位置是拉直的悬线两端在米尺上相对应的位置,测得悬线长度为_ mm;如图丁,用游标卡尺测量小球的直径如图丁所示,则该单摆的摆长为L=_ mm。(3)在做“用单摆测定重力加速度”的实验时,用摆长L和周期T计算重力加速度的公式是g=_。新课教学新课教学1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力加速度的平均值。三、数据处理2图象法：分别以l和T2为纵坐标和横坐标，作出 的图象，它应该是过原点的一条直线，根据这条直线可以求出斜率k，则重力加速度值g42k。四、注意事项1摆线应选择细、轻而且不易伸长的，长度为1 m左右的，不要过长或过短，太长测量不方便，太短摆动太快，不易计数。小球应选体积小、密度大的金属球，这样可以减小空气阻力的影响2单摆摆线的上端应夹紧，不能卷在铁夹的杆上，以免造成悬点不固定，摆长变化的现象。新课教学新课教学4要使单摆在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。摆角要小于5(中学阶段实验时不要超过15)，不要过大，因为摆角过大，单摆的振动不再是简谐运动，公式 就不再适用四、注意事项5计算单摆的振动次数时，应从小球通过最低位置(平衡位置)时开始计时，同方向再次通过最低位置时累加计数3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。测量摆长时应注意是悬点到球心的距离，等于摆线长加上小球半径。注意摆线长与摆长的区别。做一做做一做 1、 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摆长以0.25米为宜 ;C摆角应小于10;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 .A、B、C、D项正确只有E、F项正确 ACDEF正确都正确 做一做做一做 2、某同学测定的g的数值比当地公认值大，造成的原因可能是( ) 摆球质量太大了； 量摆长时从悬点量到球的最下端； 摆角太大了（摆角仍小于10）； 计算摆长时忘记把小球半径加进去； 计算周期时，将(n1)次全振动误记为n次全振动. 做一做做一做 3、将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(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球心的距离L，并通过改变L而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、L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h和当地的重力加速度g.(1)现有如下测量工具：A.时钟；B.停表；C.天平；D.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T2L关系图象如图乙所示，那么真正的图象应该是a、b、c中的_(3)由图象可知，小筒的深度h_m；当地重力加速度g_m/s2.BD新课教学新课教学秒表的读数0312334356378394110 43 12 14 4516 47 18492051225324265557285901267891011345121314分两部分：1、小圈内表示分，每小格表示 0.5分钟；2、大圈内表示秒，最小刻度为0.1秒。3、当分针在前0.5分内时，秒针在030秒内读数；当分针在后0.5分内时，秒针在3060秒内读数。读数为4分48.7秒注意秒表不估读