1、第五課時 實(shí)驗(yàn)：用單擺測定重力加速度考點(diǎn)剖析【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?學(xué)會用單擺測重力加速度。2正確熟練使用秒表?！緦?shí)驗(yàn)原理】單擺在擺角很小時（100），其振動可以看成簡諧振動。由單擺周期公式T=，得。測得擺長L，和振動周期T,就可以測出當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?【實(shí)驗(yàn)器材】帶孔小鋼球一個、線繩一條（約1 m長）、毫米刻度尺、秒表、游標(biāo)卡尺、帶鐵夾的鐵架臺?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1在細(xì)線的一端打一個比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細(xì)線穿過球的小孔，制成一個單擺如圖所示2將鐵夾固定在鐵架臺的上端，鐵架臺放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，把擺線的上端固定在鐵夾上，使擺球自由下垂3測量單擺的擺長1：用游標(biāo)卡尺測出擺球直徑D，再用米尺

2、測出從懸點(diǎn)至小球上端的懸線長1，擺長l=l+D/24把單擺從平衡位置拉開一個小角度（不大于l00)，使單擺在豎直平面內(nèi)擺動，用秒表測量單擺完成全振動30至50次所用的時間，求出完成一次全振動所用的平均時間，這就是單擺的周期T。5將測出的擺長l和周期T代人公式。求出重加口速度g的值。6變更擺長重做兩次，并求出三次所得的g的平均值 重點(diǎn)突破知識點(diǎn)一秒表的使用1認(rèn)識秒表：秒表有各種規(guī)格，它們的構(gòu)造和使用方法略有不同一般的秒表有兩根針，長針是秒針，每轉(zhuǎn)一圈是30 s，短針是分針2使用方法：首先要上好發(fā)條，它上端的按妞是用來開啟和止動秒表的，第一次按壓，秒表開始記時；第二次按壓，指針停止計時，指示出兩次

3、按壓之間的時間；第三次按壓，兩指針返回零刻度處3讀數(shù)：所測時間超過半分鐘時，半分鐘的整數(shù)倍部分由分針讀出，不足半分鐘的部分由秒針讀出，總時間為兩針示數(shù)之和注意:因?yàn)闄C(jī)械表采用齒輪傳動，指針不可能停留在兩小格之間，故不能估讀出比0.1 s更短的時間.秒表不用估讀.【應(yīng)用1】如圖所示中秒表的讀數(shù)是 。導(dǎo)示: t=1min+15.2s=75.2s知識點(diǎn)二實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法1求平均值法在本實(shí)臉中要改變擺長，并進(jìn)行多次測童，以求重力加速度g的平均值2圖象法本實(shí)驗(yàn)除上迷公式法求解外，還可用圖象法由單擺周期公式不難推出：,因此，分別測出一系列擺長l對應(yīng)的周期丁，作l-T2的圖象，圖象應(yīng)是一條通過原點(diǎn)的直線，

4、求出圖線的抖率k,即可求得g值，如圖所示知識點(diǎn)三實(shí)驗(yàn)誤差分析1系統(tǒng)誤差 主要來源于單擺模型本身聲否符合要求如：懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看做質(zhì)點(diǎn)，球、線是否符合要求，振動是圓錐擺、擺角是否小于100等等2測量誤差(1)來自時間（即單擺周期）的測量上從擺球經(jīng)過平衡位置開始計時；不能多計或漏計振動次數(shù)。注意：為減小記時誤差，采用倒數(shù)計數(shù)法，即當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置時開始計數(shù)，“3，2，1，0，1，2，3”數(shù)“0”時開始計時，數(shù)到“60”停止計時，則擺球全振動30次，T=t/30。(2) 來自擺長的測量上從懸點(diǎn)到擺球球心間距（等于擺線長加上擺球的半徑），多次測量后取平均值。注意：為減小計算誤差，不應(yīng)先算出

5、L和T的平均值再求g，而應(yīng)先求出每次的g值后再平均?！緫?yīng)用2】某同學(xué)在做利用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，先測得擺線長為97. 50 cm，擺球直徑為2. 0 cm,然后用秒表記錄了單擺振50次所用的時間，如圖所示，則：（1)該擺擺長為 cm，秒表所示讀數(shù)為 s。(2)如果測得g值偏小，可能的原因是 （ ）A測擺線長時擺線拉得過緊B擺線上端懸點(diǎn)未固定，振動中出現(xiàn)松動，使擺線長度增加了C開始計時時，秒表過遲按下D實(shí)驗(yàn)中誤將49次全振動次數(shù)記為50次(3)某同學(xué)在“用單擺測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，測量5種不同擺長情況下單擺的振動周期，記錄數(shù)據(jù)如下：試以l為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，作出T2-L圖線，并利用

6、此圖線求出重力加速度。導(dǎo)示: （1）擺長l=l+D/2= 98.50cm秒表讀數(shù)為t=1.5min+9.7s=99. 7 s。(2)由單擺周期公式T=得，T=t/n。所以l偏大，g偏大；t偏大，g偏??；n偏大，g偏大，故B正確。(3)由單擺周期公式T=得，所以T2-l圖線是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，直線料率是，所以，作出圖象如圖所示，求得直線料率k=4.0，所以g=9. 86 m/s2。成功體驗(yàn)1現(xiàn)給定以下器材： A閃光照相機(jī)； B秒表； C電磁式打點(diǎn)計時器； D交流電源（4V- 6V)； E導(dǎo)線若干； F紙帶； G復(fù)寫紙； H鐵架臺； I游標(biāo)卡尺； J重物； K刻度尺； L直徑l cm鋼球； M

7、lm長彈性細(xì)線； N照相底片 設(shè)計兩個測當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的實(shí)驗(yàn)方案。 方法一： (1)從給定器材中選（填器材前面的字母） ，作為實(shí)驗(yàn)器材； （2)需要測量的物理量是 (3)用你測量出的物理量寫出重力加速度g的表達(dá)式：g 方法二： (1)從給定器材中選（填器材前面的字母） ，作為實(shí)驗(yàn)器材； （2)需要測量的物理量是 (3)用你測量出的物理量寫出重力加速度g的表達(dá)式：g 2（江蘇省啟東市07屆第一學(xué)期期中測試）某同學(xué)在用單擺測定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，測量4種不同擺長情況單擺的振動周期，獲得4組數(shù)據(jù),以T2為縱軸、l為橫軸作出的T2l關(guān)系圖像如圖,根據(jù)此圖像回答問題： 本實(shí)驗(yàn)所使用的測量儀器有_本試驗(yàn)

8、依據(jù)的物理原理_圖線的斜率所表示的物理意義_當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭值為_ （g值保留三位有效數(shù)字）3在“利用單擺測重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中（1）以下做法正確的是（ ）A.測量擺長的方法：用刻度尺量出從懸點(diǎn)到擺球間細(xì)線的長B.測量周期時，從小球到達(dá)最大位移處開始計時，測出擺球完成一次全振動的時間C.要保證單擺始終在同一豎直面內(nèi)擺動D.為了便于計時觀察，單擺的擺角應(yīng)盡量大些（2）下表是一同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中測得的數(shù)據(jù)：組 次123456擺 長L/m0.5000.6000.7000.8001.0001.200周期平方T2/s22.102.802.703.204.004.60上述數(shù)據(jù)中第 組肯定有錯誤，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，

9、在坐標(biāo)圖中作出LT2圖象；利用圖象，求出當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎礸為 m/s2.（保留三位有效數(shù)字）4.（06年江蘇省淮安中學(xué)考前模擬）學(xué)過單擺的周期公式以后，物理興趣小組的同學(xué)們對鐘擺產(chǎn)生了興趣，老師建議他們先研究用厚度和質(zhì)量分布均勻的方木塊（如一把米尺）做成的擺（這種擺被稱為復(fù)擺），如圖所示。讓其在豎直平面內(nèi)做小角度擺動，C點(diǎn)為重心，板長為L，周期用T表示。甲同學(xué)猜想：復(fù)擺的周期應(yīng)該與板的質(zhì)量有關(guān)。乙同學(xué)猜想：復(fù)擺的擺長應(yīng)該是懸點(diǎn)到重心的距離L/2。丙同學(xué)猜想：復(fù)擺的擺長應(yīng)該大于L/2。理由是：若OC段看成細(xì)線，線栓在C處，C點(diǎn)以下部分的重心離O點(diǎn)的距離顯然大于L/2。為了研究以上猜想是否正確，同

10、學(xué)們進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn)探索：(1)把兩個相同的木板完全重疊在一起，用透明膠（質(zhì)量不計）粘好，測量其擺動周期，發(fā)現(xiàn)與單個木板擺動時的周期相同，重做多次仍有這樣的特點(diǎn)。則證明了甲同學(xué)的猜想是_ 的（選填“正確”或“錯誤”）。 (2)用T0表示板長為L的復(fù)擺看成擺長為L/2單擺的周期計算值（T0=2），用T表示板長為L復(fù)擺的實(shí)際周期測量值。計算與測量的數(shù)據(jù)如下表：板長L/cm255080100120150周期計算值T0/s0.701.001.271.411.551.73周期測量值T/s0.811.161.471.641.802.01由上表可知，復(fù)擺的等效擺長 L/2（選填“大 于”、“小于”或“等于”）。(3)為了進(jìn)一步定量研究，同學(xué)們用描點(diǎn)作圖法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所選坐標(biāo)如圖。請在坐標(biāo)紙上作出T-T0圖，并根據(jù)圖象中反映出的規(guī)律求出=_（結(jié)果保留三位有效數(shù)字，其中L等是板長為L時的等效擺長T=2）。參考