實(shí)驗(yàn)八用單擺測定重力加速度.ppt

實(shí)驗(yàn)八用單擺測定重力加速度,實(shí)驗(yàn)誤差 1用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?2能正確熟練地使用秒表,實(shí)驗(yàn)原理 當(dāng)單擺擺角很小(小于10)時(shí)，可看成簡諧運(yùn)動(dòng)，其固有周期為T2 ,由公式可得g ,故只要測定擺長l和單擺的周期T,即可算出重力加速度g.,實(shí)驗(yàn)器材 長約1 m的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺(tái)(帶鐵夾)、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺,實(shí)驗(yàn)步驟 1做單擺：取約1 m長的細(xì)絲線穿過帶孔的小鋼球，并打一個(gè)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(tái)上，并把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球,自然下垂 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ll .,3測周期 將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度(小于10)，然后釋放小球,當(dāng)小球通過最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí),記下單擺擺動(dòng)30次50次的總時(shí)間,算出平均每擺動(dòng)一次的時(shí)間,即為單擺的振動(dòng)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(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法,圖741,法一：將測得的幾次的周期T和擺長l代入公式g 中算出重力加速度g的值，再算出g的平均值，即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊闹?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(diǎn)是否固定，擺球是否可看成質(zhì)點(diǎn)，球、線是否符合要求，擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)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(jì)的程度 2偶然誤差 主要來自時(shí)間(即單擺周期)的測量上,因此，要注意測準(zhǔn)時(shí)間(周期)要從擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí)，并采,用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法,即4,3,2,1,0,1,2,在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí).不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)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,注意事項(xiàng) 1選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在1 m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2 cm. 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(dòng)時(shí),發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象 3注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過10.可通過估算振幅的辦法掌握 4擺球振動(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,5計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí),應(yīng)從擺球通過最低位置時(shí)開始計(jì)時(shí),為便于計(jì)時(shí),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(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù),且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表,開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù).要多測幾次(如30次或50次)全振動(dòng)的時(shí)間，用取平均值的辦法求周期,實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新 在用單擺測量重力加速度時(shí)，若所用的擺球質(zhì)量分布不均勻，不能用擺線長加球半徑得到單擺的擺長我們采用如下方法解決這個(gè)問題： 先量得從懸點(diǎn)到擺球頂部處的擺線長為L1，測得振動(dòng)的周期為T1；改變擺,長后，量得從懸點(diǎn)到擺球頂部處的擺線長為L2，測得振動(dòng)的周期為T2；設(shè)擺球頂部到擺球重心的距離為r，,(2011高考福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：,圖742 (1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖742所示，則該擺球的直徑為_cm.,(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過程中有如下說法,其中正確的是_(填選項(xiàng)前的字母) A把單擺從平衡位置拉開30的擺角,并在釋放擺球的同時(shí)開始計(jì)時(shí) B測量擺球通過最低點(diǎn)100次的時(shí)間t,則單擺周期為,C用懸線的長度加擺球的直徑作為擺長，代入單擺周期公式計(jì)算得到的重力加速度值偏大 D選擇密度較小的擺球，測得的重力加速度值誤差較小,【解析】(1)游標(biāo)卡尺讀數(shù)為0.9 cm70.1 mm0.97 cm (2)單擺符合簡諧 運(yùn)動(dòng)的條件是最大偏角不超過5，并從平衡位置計(jì)時(shí)，故A錯(cuò)誤；,為了能將擺球視為質(zhì)點(diǎn)和減少空氣阻力引起的相對誤差，應(yīng)選密度較大體積較小的擺球，故D錯(cuò)誤 【答案】(1)0.97(0.96、0.98均可)(2)C,圖743,某同學(xué)利用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時(shí)擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點(diǎn)到球心的距離當(dāng)作擺長L，通過改變擺線的長度，測得6組L和對應(yīng)的周期T，畫出LT2圖線,然后在圖線上選取A、B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖743所示他采用恰當(dāng)?shù)?數(shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為g_.請你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將_(填“偏大”、“偏小”或“相同”),本部分內(nèi)容講解結(jié)束,按ESC鍵退出全屏播放,