高中物理 用單擺測(cè)定重力加速度 課件

1用單擺測(cè)定重力加速度用單擺測(cè)定重力加速度 一、學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力一、學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)：用單擺測(cè)定重力加速度。加速度。 二、實(shí)驗(yàn)思考題：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、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？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、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(lái)的重力工具？讀數(shù)各有幾位數(shù)字？計(jì)算出來(lái)的重力加速度是幾位有效數(shù)字？（三位）加速度是幾位有效數(shù)字？（三位）2 3、單擺應(yīng)選用什么樣的球？什么樣的線？線長(zhǎng)度應(yīng)、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、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？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、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？尺嗎？ 6、怎樣測(cè)量單擺周期？從何處開(kāi)始計(jì)時(shí)？到何處停、怎樣測(cè)量單擺周期？從何處開(kāi)始計(jì)時(shí)？到何處停止計(jì)時(shí)？測(cè)止計(jì)時(shí)？測(cè)30-50個(gè)周期有什么好處？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)？、秒表怎樣讀數(shù)？短針怎樣讀數(shù)？長(zhǎng)針怎樣讀數(shù)？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？么回事？ 8、刻度尺長(zhǎng)度只有、刻度尺長(zhǎng)度只有30cm，怎樣測(cè)重力加速度？，怎樣測(cè)重力加速度？3三、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?、?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：、實(shí)驗(yàn)原理： 單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，其周期為 ，故有，故有 , 因此測(cè)出單擺的擺長(zhǎng)和振動(dòng)周期因此測(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。就可以求出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊臄?shù)值。 3、實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材： 帶孔小鋼球一個(gè)，約帶孔小鋼球一個(gè)，約1m長(zhǎng)的線繩一條，鐵架臺(tái)、長(zhǎng)的線繩一條，鐵架臺(tái)、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺；米尺、秒表、游標(biāo)卡尺；glT2224Tlg44、實(shí)驗(yàn)步驟： 做單擺：取約做單擺：取約1米長(zhǎng)的線繩穿過(guò)帶孔的小鋼球，并打米長(zhǎng)的線繩穿過(guò)帶孔的小鋼球，并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后拴在桌邊的支架上。一個(gè)比小孔大一些的結(jié)，然后拴在桌邊的支架上。 用米尺量出懸線用米尺量出懸線長(zhǎng)長(zhǎng)l，準(zhǔn)確到毫米，用游標(biāo)卡尺測(cè)擺，準(zhǔn)確到毫米，用游標(biāo)卡尺測(cè)擺球直徑，算出半徑球直徑，算出半徑r，也準(zhǔn)確到毫米，則擺長(zhǎng)為，也準(zhǔn)確到毫米，則擺長(zhǎng)為l+r（注（注意懸線長(zhǎng)即擺繩長(zhǎng)的量法）。意懸線長(zhǎng)即擺繩長(zhǎng)的量法）。 把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度放開(kāi)它，用秒表測(cè)量把單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度放開(kāi)它，用秒表測(cè)量單擺完成單擺完成30次全振動(dòng)（或次全振動(dòng)（或50次）所用的時(shí)間，求出完次）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。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，把測(cè)得的周期（用平均值）和擺長(zhǎng)的數(shù)值代入公式，求出重力加速度求出重力加速度g的值來(lái)。的值來(lái)。55、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，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)2cm； 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； 注意擺動(dòng)時(shí)擺角不能過(guò)大；注意擺動(dòng)時(shí)擺角不能過(guò)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；形成圓錐擺； 測(cè)量就從球通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，因?yàn)樵诖宋恢脺y(cè)量就從球通過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，因?yàn)樵诖宋恢脭[球速度最大，易于分辨小球過(guò)此位置的時(shí)刻。擺球速度最大，易于分辨小球過(guò)此位置的時(shí)刻。6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 1、測(cè)定重力加速度時(shí)：、測(cè)定重力加速度時(shí)： 擺球就選用擺球就選用 ，擺線宜選用，擺線宜選用 。 測(cè)擺線的長(zhǎng)度用測(cè)擺線的長(zhǎng)度用 ，要求準(zhǔn)確到，要求準(zhǔn)確到 ，測(cè)小球直徑，測(cè)小球直徑用用 ，要求準(zhǔn)確到，要求準(zhǔn)確到 ，測(cè)量擺動(dòng)，測(cè)量擺動(dòng)30-50次時(shí)間次時(shí)間用用 。 此外，還需要配備此外，還需要配備 和和 。72、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；擺球質(zhì)量太大了； 擺長(zhǎng)太長(zhǎng)了；擺長(zhǎng)太長(zhǎng)了； 擺角太大了（擺角仍小于擺角太大了（擺角仍小于10）；）； 量擺長(zhǎng)時(shí)從懸點(diǎn)量到球的最下端；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；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)；圓錐擺運(yùn)動(dòng)； 計(jì)算周期時(shí)，將（計(jì)算周期時(shí)，將（n-1）次全振動(dòng)誤記為）次全振動(dòng)誤記為n次次全振動(dòng)；全振動(dòng)；83、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；、用秒表直接測(cè)量一次全振動(dòng)的時(shí)間； B、用秒表測(cè)、用秒表測(cè)30至至50次人振動(dòng)的時(shí)間，計(jì)算出次人振動(dòng)的時(shí)間，計(jì)算出平均周期；平均周期； C、在平衡位置啟動(dòng)秒表和結(jié)束計(jì)時(shí)；、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)；、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)、用秒表測(cè)100次全振動(dòng)時(shí)間，計(jì)算平均周期；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(kāi)始計(jì)算，當(dāng)擺球、在平衡位置啟動(dòng)秒表，并開(kāi)始計(jì)算，當(dāng)擺球第第30次經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，若讀數(shù)為次經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)制動(dòng)秒表，若讀數(shù)為t，則則T=t/30。