实验十七用单摆测量重力加速度的大小公开课教案教学设计课件资料.docx
实验十七用单摆测量重力加速度的大小原理装置图实验步骤注意事项忖铁架台摆线方幅记6摆球测摆长LxxxT,由E得42L8=L做单摆将细线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂。2 .测摆长用米尺量出摆线长“精确到毫米），用游标卡尺测出小球直径。，则单摆的摆长/=1+%3 .测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度（小于5。），然后释放小球，记下单摆摆动30次50次的总时间，算出一次全振动的时间，即为单摆的振动周期。4 .改变摆长，重做儿次实验。1 .摆线要选1m左右，不要过长或过短。2 .悬线长要待悬挂好球后再测，计算摆长时要将悬线长加上摆球半径。3 .单摆要在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆,4 .要从平衡位置开始计时，并数准全振动的次数数据处理1.公式法：g二爷,算出重力加速度g的值，再求出g的平均值。2.图像法：根据测出的一系列摆长/对应的周期T,0T2作/一的图像，由单摆周期公式得/=券TS图像应是一条通过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率h即可利用g=4t求重力加速度。例1（2022浙江丽水市月考）（1）在测单摆周C.固定好悬点期的实验中，如以下四张图所示，其中不符D.将单摆从平衡位置拉开任意角度后释放,合规范的实验操作有（请填写选项从平衡位置开始计时，记下单摆做50次全振动所用的时间加，则单摆周期T=常符号）。A.用米尺测出摆线的长B.川游标卡尺测出摆球的直径（2）某同学利用单摆测重力加速度，他用分度值为毫米的直尺测得摆线长为86.46cm,用游标卡尺测得摆球直径如图1甲所示，则该摆球直径为cm,用停表记录单摆做(3)另一同学在实验中，用一个直径为d的带孔实心钢球作为摆球，多次改变悬点到摆球顶部的距离o,分别测出摆球做简谐运动的周期r后，作出T2/图像，如图2所示。造成图线不过坐标原点的原因可能是A.摆球的振幅过小B.将4)计为摆长/C.将(o+或计为摆长/D.摆球质量过大由图像求出重力加速度g=ms2(3位有效数字，取兀2=9.86)。1.某同学在“用单摆测定重力加速度”的实验中进行了如下的操作：(1)请选择正确的器材。A.体积较小的钢球B.体积较大的木球C.无弹性的轻绳子D.有弹性、质量大的绳子(2)用游标上有IO个小格的游标卡尺测量摆球直径如图3所示,摆球直径为mm利用刻度尺测得摆线长90.10cm,则该单摆的摆长L=cm。用停表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为篦=0,单摆每经过最低点记一次(5)与重力加速度的真实值比较，发现第(4)问中获得的测量结果偏大，分析原因可能是A.振幅偏小B.将摆线长加直径当成了摆长C.将摆线长当成了摆长D.开始计时误记为=1(6)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是：先测出一摆线较长的单摆的振动周期八，然后把摆线缩短适当的长度/,再测出其振动周期T2.用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=。,例2”利用单摆测重力加速度EP的实验中：(1)某同学尝试用DIS测量周期。：如图6所示，用一个磁性小球代：J)替原先的摆球，在单摆下方放置j一个磁传感器，其轴线恰好位于1单摆悬挂点正下方。图中磁传感7器的引出端A接到数据采集器上。使单摆做小角度摆动，当磁感应强度测量值最大时，磁性小球位于最低点。若测得连续MN从“0”开始计数)个磁感应强度最大值之间的时间间隔为,则单摆周期的测量值为(地磁场和磁传感器的影响可忽略)。(2)由于器材所限，无法测量磁性小球的直径,对实验进行了如下调整：让单摆在不同摆线长度的情况下做简谐运动，测量其中两次实验时摆线的长度、I2和对应的周期/、72，通过计算也能得到重力加速度大小的测量值。请你写出该测量值的表达式g=数，当数到=60时停表的示数如图4所示,该单摆的周期是T=s(结果保留3位有效数字)。(4)测量出多组周期八摆长L数值后，画出T1-L图像，此图线斜率的物理意义是()(3)通过实验获得以下数据:摆线长/(cm)48.0058.0078.00108.0周期T2(s2)2.002.403.204.40当升=4.2S?时，I=m；重力加速A. gBc42D4度8=ms2(小数点后保留2位)。力传感器2.在探究单摆运动的实验中：(1)图7(a)是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图，图(b)是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F-t图像，根据图(b)的信息可得，从f=0时刻开始摆球第一次摆到最低点的时刻为S,摆长为m(取2=10,重力加速度大小g=10ms2)oF7Nut.»DSsZ-l-Z.O0.10.91.7/s(b)(2)单摆运动的回复力是OA.摆球所受的重力B.摆球重力在垂直摆线方向上的分力C.摆线对摆球的拉力D.摆球所受重力和摆线对摆球拉力的合力某同学的操作步骤如下，其中正确的是A.取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上B.用米尺量得细线长度/,即摆长为/C.在摆线偏离竖直方向5。位置由静止释放小球D.让小球在水平面内做圆周运动，测得摆动周期，再根据公式计算重力加速度1. 2020浙江7月选考，17(2)某同学用单摆测量重力加速度，下列做法正确的是(多选);A.摆的振幅越大越好B.摆球质量大些、体积小些C.摆线尽量细些、长些、伸缩性小些D.计时的起、止位置选在最高点处改变摆长，多次测 量，得到周期平方与 摆长的关系图像如图 1所示，所得结果与 当地重力加速度值相T2符，但发现其延长线没有过原点，其原因可能是OA.测周期时多数了一个周期B.测周期时少数了一个周期C.测摆长时直接将摆线的长度作为摆长D.测摆长时将摆线的长度加上摆球的直径作为摆长2. (1)如图2所示为小金在进行“探究单摆摆长和周期关系”实验时，用停表记录下单摆50次全振动所用时间，由图可知该次实验中50次全振动所用时间为s。单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图3所示，这样做的目的是(填选项前的字母)。A.保证摆动过程中摆长不变B.可使周期测量更加准确C.需要改变摆长时便于调节D.保证摆球在同一一竖直平面内摆动(3)小金同学以摆线的长度(L)作为纵坐标，以单摆周期的平方(P)作为横坐标，作出L/1-T2的图像如图47/Z2所示，则其作出的图Kz线是(选填OLZT2/S-2“线1”“线2”或“线3”)。若作出的图线的斜率为k,则能否根据图像得到当地的重力加速度？。(若不可以求出,则填“否”；若可以求出，则写出其表达式)
