2019-2020学年教科版选修3-4 第一章第5节 学生实验:用单摆测定重力加速度 学案
2019-2020学年教科版选修3-4 第一章第5节 学生实验:用单摆测定重力加速度 学案第2页

  6.改变摆长,重做几次实验,计算出每次实验测出的重力加速度值,求出它们的平均值,即为当地的重力加速度值.

  7.将测得的重力加速度值与当地重力加速度值相比较,分析产生误差的可能原因,若误差很大,应重新做实验.

  8.整理器材.

  

   对实验操作及误差分析的考查

  1.误差分析

  (1)系统误差:主要来源于单摆模型本身是否符合要求,即悬点是否固定,球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等等.

  (2)偶然误差:主要来自时间(即单摆周期)的测量上.摆球通过平衡位置开始计时,不能多记或漏记振动次数.为了减小偶然误差,应进行多次测量取平均值.

  (3)本实验中长度(摆线长、摆球的直径)的测量时,读数读到毫米位即可(即使用卡尺测摆球直径也只需保留到毫米位).时间的测量中,秒表读数的有效数字的末位在"秒"的十分位即可.

  2.注意事项

  (1)构成单摆的条件:摆线应选择细且不易伸长的线,摆球应选择体积小、密度大的小球,且摆角不能超过10°.

  (2)固定悬点: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,摆长改变的现象.

  (3)摆动方法:要使摆球在同一竖直面内摆动,不能形成圆锥摆,方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放.

  (4)测摆长:摆长应是悬点到球心的距离,等于摆线长加上小球半径.

  (5)测周期:要从摆球经过平衡位置时开始计时,且要测多次全振动的时间来计算周期,如在摆球过平衡位置时,开始计时并数零,以后摆球每过一次平衡位置记一个数,最后总计时为t,记数为n,则周期T==.

   圆锥摆是在悬线下方做一个完整的圆周运动,而单摆是在同一竖直面来回做小范围的左右摆动.

 根据单摆周期公式可以通过实验测量当地的重力加速度.如图所示,将细线的上端固定在铁架台上,下端系一小钢球,就做成了单摆.