1、五、学生实验：五、学生实验：用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度glT2224Tlg得得 只要测出单摆的只要测出单摆的摆长摆长L L和和振动周期振动周期T T，就，就可以求出当地的重力加速度可以求出当地的重力加速度g g的值，的值，一、实验原理一、实验原理单摆做简谐运动时，其周期为：单摆做简谐运动时，其周期为：二、实验步骤二、实验步骤1 1、做单摆：取约、做单摆：取约1 1米长的线绳栓位小钢球，然后米长的线绳栓位小钢球，然后固定固定在桌边的铁架台上。在桌边的铁架台上。二、实验步骤二、实验步骤算出半径算出半径r r，也准确到毫米，也准确到毫米2 2、测摆长：、测摆长：(1)(1)用米尺量出悬
2、线长用米尺量出悬线长L L，准确到毫米，准确到毫米(2)(2)用游标卡尺测摆球直径用游标卡尺测摆球直径摆长为摆长为L+rL+rL L051001人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件二、实验步骤二、实验步骤用秒表测量单摆的周期。用秒表测量单摆的周期。3 3、测周期：、测周期：把单摆从平衡位置拉开一个角度（把单摆从平衡位置拉开一个角度（5 5o o）放开它）放开它三、实验器材三、实验器材1 1、单摆组、单摆组2 2、米尺、米尺3 3、游标卡尺、游标卡尺4 4、秒表（停表）、秒表（停表）0510010312334356378394110
3、43121445164718492051225324265557285901267891011345121314人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件2分分7.6秒秒秒表的读数秒表的读数031233435637839411043121445164718492051225324265557285901267891011345121314人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件031233435637839411043121445164718492051225324265557
4、2859012678910113451213141分分51.4秒秒秒表的读数秒表的读数人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件二、实验步骤二、实验步骤 用秒表测量单摆完成用秒表测量单摆完成3030次全振动（或次全振动（或5050次）次）所用的时间所用的时间t t，求出完成一次全振动所需要的时，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。间，这个平均时间就是单摆的周期。3 3、测周期：、测周期：把单摆从平衡位置拉开一个角度（把单摆从平衡位置拉开一个角度（5 5o o）放开它）放开它T=t/nT=t/n 为了测量周期，摆球
5、到达哪个位置的时刻为了测量周期，摆球到达哪个位置的时刻作为计时开始与停止的时刻比较好？作为计时开始与停止的时刻比较好？应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻应以摆球经平衡位置计时开始与停止时刻人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件4 4、求重力加速度：把测得的周期和摆长的数、求重力加速度：把测得的周期和摆长的数值代入公式，求出重力加速度值代入公式，求出重力加速度g g的值来。的值来。改变摆长，重做几次实验改变摆长，重做几次实验.计算出每次实验计算出每次实验的重力加速度的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加最后求出几次实验得到的重力
6、加速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度速度的平均值，即可看作本地区的重力加速度.5 5、多次测量求平均值：、多次测量求平均值：二、实验步骤二、实验步骤人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件1.0432 0.8 0.50 l/mT2/s2 思考：思考：如果要求用图象法来测定重力加速度，如果要求用图象法来测定重力加速度，哪么应该如何建立坐标系？哪么应该如何建立坐标系？人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件1 1、选择材料时应选择细轻又不易伸长的线，长度一般、选择材料时应选
7、择细轻又不易伸长的线，长度一般在在1m1m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过最好不超过2 cm2 cm；2 2、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在、单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定，摆长铁夹中，以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定，摆长改变的现象；改变的现象；3 3、注意摆动时摆角不易过大，不能超过、注意摆动时摆角不易过大，不能超过1010，以保证单，以保证单摆做简谐运动；摆做简谐运动；4 4、摆球摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不、摆球摆动时，要使之保持
8、在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆；要形成圆锥摆；5 5、测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置、测量从球通过平衡位置时开始计时，因为在此位置摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。摆球速度最大，易于分辨小球过此位置的时刻。6 6、为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求平均值、为了减少偶然误差改变摆长，多次测量求平均值 。四、注意事项四、注意事项人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件1 1、在做在做“用单摆测定重力加速度的实验用单摆测定重力加速度的实验”中为了减中为了减小误差，应注意的事项是小误差，应注意的事项是()()A A
9、摆球以选密度大，体积小的小球为好摆球以选密度大，体积小的小球为好;B B摆长以摆长以0.250.25米为宜米为宜;C C摆角应小于摆角应小于1010;D D摆线的悬点要固定，才不会在摆动中出现移动或晃摆线的悬点要固定，才不会在摆动中出现移动或晃动动;E E要使单摆在竖直平面内摆动，不得使其形成锥形摆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或摆球转动;F F测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时测量周期时，应从摆球通过最低点时开始计时.A A、B B、C C、D D项正确项正确只有只有E E、F F项正确项正确 ACDEFACDEF正确正确都正确都正确 课课 堂堂 练练 习习人教
10、版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件2 2、某同学测定的、某同学测定的g g的数值比当地公认值大，造成的数值比当地公认值大，造成的原因可能是的原因可能是()()摆球质量太大了；摆球质量太大了；量摆长时从悬点量到球的最下端；量摆长时从悬点量到球的最下端；摆角太大了（摆角仍小于摆角太大了（摆角仍小于1010）；）；计算摆长时忘记把小球半径加进去；计算摆长时忘记把小球半径加进去；计算周期时，将计算周期时，将(n(n1)1)次全振动误记为次全振动误记为n n次次全振动全振动.课课 堂堂 练练 习习人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT
11、课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件3 3、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆、为了提高实验精度，在试验中可改变几次摆长长L L，测出相应的周期，测出相应的周期，从而得出一组对应的，从而得出一组对应的L L与与T T的数值，再以的数值，再以L L为横坐标为横坐标为纵坐标，将所为纵坐标，将所得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速得数据连成直线如下图所示，则测得的重力加速度度g g=。1.0432 0.8 0.50 l/mT2/s2 9.86m/s2课课 堂堂 练练 习习人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件B
12、、C课课 堂堂 练练 习习4 4关于摆的等时性及摆钟的发明，下列叙述符合历史事关于摆的等时性及摆钟的发明，下列叙述符合历史事实的是（实的是（）A A单摆的等时性是由惠更斯首先发现的单摆的等时性是由惠更斯首先发现的B B单摆的等时性是由伽利略首先发现的单摆的等时性是由伽利略首先发现的C C惠更斯首先将单摆的等时性用于计时，发明了摆钟惠更斯首先将单摆的等时性用于计时，发明了摆钟D D伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时伽利略首先发现了单摆的等时性，并把它用于计时人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件5 5单摆是为研究振动而抽象出
13、的理想化模型，单摆是为研究振动而抽象出的理想化模型，其理想化条件是（其理想化条件是（）A A摆线质量不计摆线质量不计B B摆线长度不伸缩摆线长度不伸缩C C摆球的直径比摆线长度短得多摆球的直径比摆线长度短得多D D只要是单摆的运动就是一种简谐运动只要是单摆的运动就是一种简谐运动A、B、C人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件6 6周期为周期为2 s2 s的摆叫秒摆，若要将秒摆的周期变为的摆叫秒摆，若要将秒摆的周期变为1 s1 s，下列措施可行的是（，下列措施可行的是（）A A将摆球的质量减半将摆球的质量减半 B B将振幅减半将振幅减
14、半C C将摆长减半将摆长减半 D D将摆长减为原来的将摆长减为原来的1/41/4D人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件7 7做简谐运动的单摆，当所受回复力逐渐减小时，随做简谐运动的单摆，当所受回复力逐渐减小时，随之变小的物理量是（之变小的物理量是（）A A摆线上的张力摆线上的张力 B B摆球所受的合力摆球所受的合力C C摆球的重力势能摆球的重力势能 D D摆球的动能摆球的动能【解析】【解析】选选C.C.回复力逐渐减小时，摆球的重力沿切线回复力逐渐减小时，摆球的重力沿切线方向的分力减小，速度增大，动能增大，重力势能减方向的分力减小，
15、速度增大，动能增大，重力势能减小，向心力增大，张力增大小，向心力增大，张力增大.C人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件8 8、有一单摆，其摆长、有一单摆，其摆长l=1.02 m,l=1.02 m,摆球的质量摆球的质量m=0.10 kgm=0.10 kg，已知，已知单摆做简谐运动，单摆振动单摆做简谐运动，单摆振动3030次用的时间次用的时间t=60.8 st=60.8 s，试求：，试求：(1)(1)当地的重力加速度是多大？当地的重力加速度是多大？(2)(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？如果将这个摆改为秒摆，摆长应
16、怎样改变？改变多少？(1)(1)当单摆做简谐运动时，其周期公式当单摆做简谐运动时，其周期公式 由此可得由此可得 只要求出只要求出T T值代入即可值代入即可.因为因为所以所以lT=2,g224lg=,Tt60.8T=s=2.027 s,n30人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件00Tl=,Tl9 9、有一单摆，其摆长、有一单摆，其摆长l=1.02 m,l=1.02 m,摆球的质量摆球的质量m=0.10 kgm=0.10 kg，已知，已知单摆做简谐运动，单摆振动单摆做简谐运动，单摆振动3030次用的时间次用的时间t=60.8 st=6
17、0.8 s，试求：，试求：(1)(1)当地的重力加速度是多大？当地的重力加速度是多大？(2)(2)如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？如果将这个摆改为秒摆，摆长应怎样改变？改变多少？(2)(2)秒摆的周期是秒摆的周期是2 s2 s，设其摆长为，设其摆长为l l0 0，由于在同一地，由于在同一地点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有：点重力加速度是不变的，根据单摆的振动规律有：故有：故有：其摆长要缩短：其摆长要缩短：l=l-ll=l-l0 0=1.02 m-0.993 m=0.027 m.=1.02 m-0.993 m=0.027 m.人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PP
18、T课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件单摆的能量单摆的能量 单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发单摆作简谐运动时的动能和重力势能在发生相互转化，但机械能的总量保持不变，即生相互转化，但机械能的总量保持不变，即机机械能守恒械能守恒。小球摆动到最高点时的重力势能最大，动小球摆动到最高点时的重力势能最大，动能最小；平衡位置时的动能最大，重力势能最能最小；平衡位置时的动能最大，重力势能最小。小。若取最低点为零势能点，小球摆动的机械若取最低点为零势能点，小球摆动的机械能等于最高点时的重力势能，也等于平衡位置能等于最高点时的重力势能，也等于平衡位置时的动能最大。时的动能最大。人教版高中物
19、理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件如何理解单摆的周期公式秒摆秒摆:周期为周期为2s2s的单摆为秒摆。的单摆为秒摆。试计算出秒摆的摆长？（试计算出秒摆的摆长？（g=9.8m/sg=9.8m/s2 2)答案：答案：0.9939m 约为约为1m人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件如何理解单摆的周期公式glT2重力加速度重力加速度g:g:由单摆所在的空间位置决定。由单摆所在的空间位置决定。纬度越低，高度越高，纬度越低，高度越高，g g值就越小。值就越小。不同星球上不同星球上g g值也不
20、同。值也不同。人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件如何理解单摆的周期公式glT2重力加速度重力加速度g g还由单摆系统的运动状态决定。还由单摆系统的运动状态决定。系统处于超重状态时，系统处于超重状态时，重力加速度的等效值重力加速度的等效值g=g+ag=g+a系统处于失重状态时，系统处于失重状态时，重力加速度的等效值重力加速度的等效值g=g-ag=g-a系统处于完全失重时（如在轨道卫星内）系统处于完全失重时（如在轨道卫星内）g=0g=0，摆球不摆动，摆球不摆动人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单
21、摆测量重力加速度PPT课件课课 堂堂 练练 习习在一加速系统中有一摆长为在一加速系统中有一摆长为L L的单摆。的单摆。（1 1）当加速系统以加速度）当加速系统以加速度a a竖直向上做匀加速运竖直向上做匀加速运动时，单摆的周期多大？若竖直向下加速呢？动时，单摆的周期多大？若竖直向下加速呢？（2 2）当加速系统在水平方向以加速度）当加速系统在水平方向以加速度a a做加速直做加速直线运动时，单摆的周期多大？线运动时，单摆的周期多大？人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件如何理解单摆的周期公式glT2摆长摆长L:L:摆球重心到摆动圆弧圆心的
22、距离摆球重心到摆动圆弧圆心的距离不一定是摆线的长不一定是摆线的长人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件如何理解单摆的周期公式 如图，摆球可视为质点，各段绳长均为如图，摆球可视为质点，各段绳长均为L L，甲、乙摆球做垂直纸面的小角度摆动，丙图中球甲、乙摆球做垂直纸面的小角度摆动，丙图中球在纸面内做小角度的摆动，在纸面内做小角度的摆动，OO为垂直纸面的钉子，为垂直纸面的钉子，而且而且OO=L/3OO=L/3，求各摆的周期。，求各摆的周期。LLLLLOOL/3L甲甲乙乙丙丙人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件如何理解单摆的周期公式 如图为半径很大的光滑凹形槽，将有一小球如图为半径很大的光滑凹形槽，将有一小球从从A A点由静止释放。小球将做什么运动？点由静止释放。小球将做什么运动？LO求运动的周期？求运动的周期？A A人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件人教版高中物理实验：用单摆测量重力加速度PPT课件
