高考物理 一輪復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)八 用單擺測(cè)定重力加速度課件

實(shí)驗(yàn)八用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)八用單擺測(cè)定重力加速度本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備經(jīng)典例題展示經(jīng)典例題展示創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備基礎(chǔ)理論儲(chǔ)備實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔脝螖[測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?能正確熟練地使用秒表能正確熟練地使用秒表實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材長(zhǎng)約長(zhǎng)約1 m的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺(tái)的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺(tái)(帶鐵夾帶鐵夾)、米尺、秒表、游、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺標(biāo)卡尺實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟1做單擺：做單擺：取約取約1 m長(zhǎng)的細(xì)絲線穿過(guò)帶孔的小鋼球，并打一長(zhǎng)的細(xì)絲線穿過(guò)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，讓擺球自然下垂擺球自然下垂 3測(cè)周期測(cè)周期 將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度(小于小于10)，然后釋放小，然后釋放小球球,當(dāng)小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，記下單擺擺動(dòng)當(dāng)小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，記下單擺擺動(dòng)30次次50次次 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)動(dòng) 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 4改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn)改變擺長(zhǎng)，重做幾次實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法誤差分析誤差分析1系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求即：懸點(diǎn)是否固定主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求即：懸點(diǎn)是否固定,擺擺球是否可看成質(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(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等只要注在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等只要注意了上面這些問(wèn)題，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差意了上面這些問(wèn)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)的程度而忽略不計(jì)的程度2偶然誤差偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間主要來(lái)自時(shí)間(即單擺周期即單擺周期)的測(cè)量上，因此，要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間的測(cè)量上，因此，要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期周期)要從擺球通過(guò)平衡位置開始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)要從擺球通過(guò)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，即的方法，即4,3,2,1,0,1,2，在數(shù)在數(shù)“零零”的同時(shí)按下秒表開始計(jì)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(cè)量后取平均值次測(cè)量后取平均值 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 1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，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(guò)最好不超過(guò)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 3注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò)注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò)10.可通過(guò)可通過(guò)估算振幅的辦法掌握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(guò)最低位置時(shí)開始計(jì)計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)從擺球通過(guò)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(guò)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)后擺球每次從同一方向通過(guò)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù)，且在數(shù)“零零”的同時(shí)按下秒表，開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)要多測(cè)幾次的同時(shí)按下秒表，開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)要多測(cè)幾次(如如30次次或或50次次)全振動(dòng)的時(shí)間，用取平均值的辦法求周期全振動(dòng)的時(shí)間，用取平均值的辦法求周期經(jīng)典例題展示經(jīng)典例題展示例例1考點(diǎn)考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析 (2011高考福建卷高考福建卷)某實(shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)啬硨?shí)驗(yàn)小組在利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中：重力加速度的實(shí)驗(yàn)中：(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖所示，則該擺用游標(biāo)卡尺測(cè)定擺球的直徑，測(cè)量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為球的直徑為_cm.(2)小組成員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有如下說(shuō)法，其中正確的是小組成員在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有如下說(shuō)法，其中正確的是_(填選項(xiàng)前的字母填選項(xiàng)前的字母)【答案】【答案】(1)0.97(0.96、0.98均可均可)(2)C例例2考點(diǎn)考點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 某同學(xué)利用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋l(fā)現(xiàn)單擺靜某同學(xué)利用單擺測(cè)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(zhǎng)當(dāng)作擺長(zhǎng)L，通過(guò)改變擺線的長(zhǎng)度，測(cè)得，通過(guò)改變擺線的長(zhǎng)度，測(cè)得6組組L和對(duì)應(yīng)的周期和對(duì)應(yīng)的周期T,畫出畫出LT2圖線，然后在圖線上選取圖線，然后在圖線上選取A、B兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖所兩個(gè)點(diǎn)，坐標(biāo)如圖所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計(jì)算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為式應(yīng)為g_.請(qǐng)你判斷該同學(xué)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與擺球請(qǐng)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，重心就在球心處的情況相比，將將_(填填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“相同相同”) 創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)評(píng)析【范例】【范例】在在“探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，若擺球?qū)嶒?yàn)中，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖所示光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相光光源與光敏電阻，如圖所示光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值連，該儀器顯示的光敏電阻阻值R隨時(shí)間隨時(shí)間t變化圖線如下圖所示，變化圖線如下圖所示，則該單擺的振動(dòng)周期為則該單擺的振動(dòng)周期為_若保持若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將該單擺的周期將_(填填“變大變大”、“不變不變”或或“變小變小”)，圖乙中的，圖乙中的t將將_(填填“變大變大”、“不變不變”或或“變小變小”)【答案】【答案】2t0變大變大變大變大【名師點(diǎn)評(píng)】【名師點(diǎn)評(píng)】本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處在于利用光敏電阻阻值隨光本實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新之處在于利用光敏電阻阻值隨光照變化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)自動(dòng)計(jì)數(shù)的實(shí)驗(yàn)方案照變化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)自動(dòng)計(jì)數(shù)的實(shí)驗(yàn)方案,有效的減少誤差有效的減少誤差