實驗用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊?頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六基礎(chǔ)知識梳理【實驗?zāi)康摹?．用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?．能正確熟練地使用秒表．第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六基礎(chǔ)知識梳理【實驗原理】5o第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六基礎(chǔ)知識梳理【實驗器材】長約1m的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺(連鐵夾)、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺．第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六基礎(chǔ)知識梳理【實驗步驟】1．做單擺：取約1m長的細(xì)絲線穿過帶孔的小鋼球，并打一個比小孔大一些的結(jié)，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上，并把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂．第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六基礎(chǔ)知識梳理2．測擺長：用米尺量出擺線長l(精確到毫米)，用游標(biāo)卡尺測出小球直徑D，則單擺的擺長l′第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六基礎(chǔ)知識梳理3．測周期：將單擺從平衡位置拉開一個角度(小于5°)，然后釋放小球，記下單擺擺動30次～50次的總時間，算出平均每擺動一次的時間，即為單擺的振動周期．反復(fù)測量三次，再算出測得周期數(shù)值的平均值．4．改變擺長，重做幾次實驗．第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六核心要點突破一、數(shù)據(jù)處理第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六核心要點突破第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六核心要點突破二、誤差分析1．系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求．即：懸點是否固定，擺球是否可看作質(zhì)點，球、線是否符合要求，擺動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪段長度作為擺長等．只要注意了上面這些問題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計的程度．第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六核心要點突破2．偶然誤差主要來自時間(即單擺周期)的測量上，因此，要注意測準(zhǔn)時間(周期)．要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒計時計數(shù)的方法，即4,3,2,1,0,1,2，…在數(shù)“零”的同時按下秒表開始計時．不能多計或漏計振動次數(shù)．為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測量后取平均值．第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六核心要點突破三、注意事項1．選擇材料時應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在1m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過2cm.2．單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象．第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六核心要點突破3．注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過5°.可通過估算振幅的辦法掌握．4．?dāng)[球振動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺．第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六核心要點突破5．計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通過最低位置時開始計時，為便于計時，可在擺球平衡位置的正下方作一標(biāo)記．以后擺球每次從同一方向通過最低位置時進(jìn)行計數(shù)，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù)．第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析在用單擺測定重力加速度實驗中，單擺的擺角θ應(yīng)________，從擺球經(jīng)過________開始計時，測出n次全振動的時間為t，用毫米刻度尺量出擺線長為L，用游標(biāo)卡尺測出擺球直徑為d.題型一實驗注意事項及誤差分析例1第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析(1)用上述數(shù)據(jù)的符號寫出測量重力加速度的一般表達(dá)式g＝________.(2)實驗中某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測出的重力加速度值總是偏大，其原因可能是(

)A．實驗室地下可能有大型磁鐵礦脈B．單擺所用的擺球太重C．測出n次全振動的時間為t，誤作為(n＋1)次全振動的時間進(jìn)行計算D．以擺球直徑和擺線長度之和作為擺長進(jìn)行運算第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析【思路點撥】根據(jù)單擺做簡諧運動條件及單擺周期公式進(jìn)行判斷．【解析】當(dāng)擺角θ＜5°時，單擺的振動才可以認(rèn)為是簡諧運動；擺球經(jīng)過平衡位置時速度大，用時少，計時誤差小，并且平衡位置容易確定．第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析(2)根據(jù)(1)可知g偏大的原因可能是：T偏小，l偏大，所以CD選項正確．磁鐵礦對鋼球有向下的引力，g值比正常偏大，A正確．?dāng)[球的質(zhì)量對T和g無影響，B錯．第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析在做“用單擺測定重力加速度”的實驗時，用擺長l和周期T計算重力加速題型二實驗操作和實驗數(shù)據(jù)的處理例2第20頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析(1)如果已知擺球直徑為2.00cm，讓刻度尺的零點對準(zhǔn)擺線的懸點，擺線豎直下垂，如圖7－4－2甲所示，那么單擺擺長是________．如果測定了40次全振動的時間如圖7－4－2乙中秒表所示，那么秒表讀數(shù)是________s，單擺的擺動周期是________s.第21頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析(2)如果測得的g值偏小，可能的原因是________(填寫代號)．A．測擺長時，忘記了擺球的半徑B．?dāng)[線上端懸點未固定，擺動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了C．開始計時時，秒表過早按下D．實驗中誤將39次全振動次數(shù)記為40次第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析(3)某同學(xué)在實驗中，測量6種不同擺長情況下單擺的振動周期，記錄表格如下：l/m0.40.50.80.91.01.2T/s1.261.421.791.902.002.20T2/s21.592.023.203.614.004.84以l為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，作出T2－l圖線，并利用此圖線求重力加速度．第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析【解析】該題考查用單擺測定重力加速度的實驗原理，秒表的讀數(shù)方法、誤差分析和數(shù)據(jù)的圖象處理法．(1)單擺擺長87.40cm，秒表讀數(shù)75.2s，第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期六高頻考點例析第26頁，共28頁，202