1、用單擺測(cè)定重力加速度,一、學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度。 二、實(shí)驗(yàn)思考題： 1、用單擺測(cè)量重力加速度是根據(jù)什么物理原理？重力加速度的計(jì)算式是怎樣的？ 2、該實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量哪些量？各用什么測(cè)量工具？讀數(shù)各有幾位數(shù)字？計(jì)算出來的重力加速度是幾位有效數(shù)字？（三位）,3、單擺應(yīng)選用什么樣的球？什么樣的線？線長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)在什么范圍內(nèi)？（小于100cm） 4、怎樣保證小球的擺動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)？小球擺成圓錐擺，對(duì)周期有什么影響？ 5、測(cè)量擺長(zhǎng)用什么測(cè)量工具？有必要用卡尺或千分尺嗎？ 6、怎樣測(cè)量單擺周期？從何處開始計(jì)時(shí)？到何處停止計(jì)時(shí)？測(cè)30-50個(gè)周期有什么好處？ 7、秒表怎樣讀數(shù)？短針怎樣讀數(shù)？長(zhǎng)針怎樣讀數(shù)

2、？要不要估讀？秒表奇數(shù)位與偶數(shù)位的刻度不連續(xù)是怎么回事？ 8、刻度尺長(zhǎng)度只有30cm，怎樣測(cè)重力加速度？,三、解答實(shí)驗(yàn)思考題，并做總結(jié)：,1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脝螖[測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣?2、實(shí)驗(yàn)原理： 單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為 ，故有 , 因此測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)和振動(dòng)周期T，就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊臄?shù)值。 3、實(shí)驗(yàn)器材： 帶孔小鋼球一個(gè)，約1m長(zhǎng)的線繩一條，鐵架臺(tái)、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺；,4、實(shí)驗(yàn)步驟：,做單擺：取約1米長(zhǎng)的線繩穿過帶孔的小鋼球，并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后拴在桌邊的支架上。 用米尺量出懸線長(zhǎng)l，準(zhǔn)確到毫米，用游標(biāo)卡尺測(cè)擺球直徑，算出半徑r，也準(zhǔn)確到毫米，則擺長(zhǎng)為l+r（注意懸線長(zhǎng)

3、即擺繩長(zhǎng)的量法）。 把單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度放開它，用秒表測(cè)量單擺完成30次全振動(dòng)（或50次）所用的時(shí)間，求出完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，這個(gè)平均時(shí)間就是單擺的周期。反復(fù)測(cè)量三次，再算出測(cè)得周期數(shù)值的平均值。 把測(cè)得的周期（用平均值）和擺長(zhǎng)的數(shù)值代入公式，求出重力加速度g的值來。,5、注意事項(xiàng)：,選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)輕又不易伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)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； 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(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑，擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象； 注意擺動(dòng)時(shí)擺角不能過大； 擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺；

4、測(cè)量就從球通過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，因?yàn)樵诖宋恢脭[球速度最大，易于分辨小球過此位置的時(shí)刻。,第二課時(shí)：實(shí)驗(yàn)操作課,一、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) 二、相關(guān)練習(xí)題 例1、測(cè)定重力加速度時(shí)： 擺球就選用 ，擺線宜選用 。 測(cè)擺線的長(zhǎng)度用 ，要求準(zhǔn)確到 ，測(cè)小球直徑用 ，要求準(zhǔn)確到 ，測(cè)量擺動(dòng)30-50次時(shí)間用 。 此外，還需要配備 和 。,例2、某同學(xué)測(cè)定的g的數(shù)值比當(dāng)?shù)毓J(rèn)值大，造成的原因可能是 。,擺球質(zhì)量太大了； 擺長(zhǎng)太長(zhǎng)了； 擺角太大了（擺角仍小于10）； 量擺長(zhǎng)時(shí)從懸點(diǎn)量到球的最下端； 計(jì)算擺長(zhǎng)時(shí)忘記把小球半徑加進(jìn)去； 擺球不是在豎直平面內(nèi)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，而是做圓錐擺運(yùn)動(dòng)； 計(jì)算周期時(shí)，將（n-1）次全振動(dòng)

5、誤記為n次全振動(dòng)；,例3：為了提高周期的測(cè)量精度，下列哪些做法是可取的？,A、用秒表直接測(cè)量一次全振動(dòng)的時(shí)間； B、用秒表測(cè)30至50次人振動(dòng)的時(shí)間，計(jì)算出平均周期； C、在平衡位置啟動(dòng)秒表和結(jié)束計(jì)時(shí)； D、在最大位移處啟動(dòng)秒表和結(jié)束計(jì)時(shí)； E、用秒表測(cè)100次全振動(dòng)時(shí)間，計(jì)算平均周期； F、在平衡位置啟動(dòng)秒表，并開始計(jì)算，當(dāng)擺球第30次經(jīng)過平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，若讀數(shù)為t，則T=t/30。,【例4】某同學(xué)在用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，測(cè)量5種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期，記錄結(jié)果見下表：,以l為橫坐標(biāo)，T2為縱坐標(biāo)，作出T2-l圖線，并利用此圖線求出重力加速度.,【解析】由單擺周期公式T=

6、可得T2=42l/g 所以T2-l圖線是過坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線，直線的斜率是k=42/g ，所以g=42/k. 做出的具體圖像如圖7-6-1所示，求得直線斜率k=4.00，故g=42/k=42/4=2=(3.14)2=9.86m/s2.,【例5】一位同學(xué)用單擺做測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，他將擺球掛起后，進(jìn)行了如下步驟： A.測(cè)擺長(zhǎng)l：用米尺量出擺線的長(zhǎng)度. B.測(cè)周期T：將擺球拉起，然后放開，在擺球某次通過最低點(diǎn)時(shí)，按下秒表開始計(jì)時(shí)，同時(shí)將此次通過最低點(diǎn)作為第一次，接著一直數(shù)到擺球第60次通過最低點(diǎn)時(shí)，按秒表停止計(jì)時(shí)，讀出這段時(shí)間t,算出單擺周期為T=t/60.,C.將所測(cè)得的l和T代入單擺的周期公式T= ，算出g，將它作為實(shí)驗(yàn)的最后結(jié)果寫入報(bào)告中去.指出上面步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，定出該步驟字母，并加以改正(不要求進(jìn)行誤差計(jì)算),【解析】根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和內(nèi)容知： A.擺長(zhǎng)應(yīng)由懸點(diǎn)測(cè)到小球的球心，所以此步應(yīng)加上：要用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球直徑d，擺長(zhǎng)l等于擺線長(zhǎng)加d/2. B.在擺球某次通過最低點(diǎn)，按下秒表開始計(jì)算時(shí)間