高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第十二章 振動和波 光 相對論（選修3-4） 實驗13 探究單擺的運動 用單擺測定重力加速度課件

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1、,振動和波光相對論(選修34),第 十 二 章,,,,實驗十三探究單擺的運動 用單擺測定重力加速度,,,,,,欄目導(dǎo)航,,,,,,知識梳理 夯實基礎(chǔ),四、實驗步驟 1讓線的一端穿過金屬球的小孔，然后打一個線結(jié)，做成單擺 2把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處作上標(biāo)記，如圖所示,,六、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：懸點是否固定，擺球是否可看做質(zhì)點，球、線是否符合要求，擺動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪段長度作為擺長等 2偶然誤差 主要來自時間(即單擺周期)的測量因此，要注意測準時間(周

2、期)要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒計時計數(shù)的方法，即4,3,2,1,0,1,2在數(shù)“零”的同時按下秒表開始計時不能多計或漏計振動次數(shù)為了減小偶然誤差，應(yīng)進行多次測量后取平均值,七、注意事項 1選擇材料時應(yīng)選擇細、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架臺的桿上，應(yīng)夾緊在鋼夾中，以免擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象 3注意擺動時控制擺線偏離豎直方向的夾角不超過10.可通過估算振幅的辦法掌握 4擺球振動時，要使之保持在同一個豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺 5計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通過最低位置

3、時開始計時，為便于計時，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進行計數(shù)，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù),考點1實驗原理和操作 例1某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素 (1)(多選)他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示這樣做的目的是___(填字母代號) A保證擺動過程中擺長不變 B可使周期測量得更加準確 C需要改變擺長時便于調(diào)節(jié) D保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動,核心考點 分層突破,AC,(2)他組裝好單擺后在擺球自然懸垂的情況下，用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L0.999 0

4、m，再用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑，結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為_______ mm，單擺擺長為________m.,12.0,0.993 0,(3)下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1 m的單擺進行周期測量的四種操作過程，圖中橫坐標(biāo)原點表示計時開始，A、B、C均為30次全振動的圖象，已知sin 50.087，sin 150.26，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是____ (填字母代號),A,解析：(1)橡皮的作用是使擺線擺動過程中懸點位置不變，從而保證擺長不變，同時又便于調(diào)節(jié)擺長，A、C兩項正確；(2)根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)規(guī)則可得擺球直徑為d12 mm0.1 mm012.0 mm，則單擺擺長

5、為L0Ld/20.993 0 m(注意統(tǒng)一單位)；(3)單擺擺角不超過5，且計時位置應(yīng)從最低點(即速度最大位置)開始，故A項的操作符合要求.,考點2數(shù)據(jù)處理和誤差分析 例2用單擺測定重力加速度的實驗裝置如圖甲所示 (1)(多選)組裝單擺時，應(yīng)在下列器材中選用______(填選項前的字母) A長度為1 m左右的細線 B長度為30 cm左右的細線 C直徑為1.8 cm的塑料球 D直徑為1.8 cm的鐵球 (2)測出懸點O到小球球心的距離(擺長)L及單擺完成n次全振動所用的時間t，則重力加速度g_________(用L、n、t表示),AD,(3)下表是某同學(xué)記錄的3組實驗數(shù)據(jù)，并做了部分計算處理.,

6、請計算出第3組實驗中的T_______s，g_______m/s2.,2.01,9.76,(4)用多組實驗數(shù)據(jù)作出T2-L圖象，也可以求出重力加速度g.已知三位同學(xué)作出的T2-L圖線的示意圖如圖乙中的a、b、c所示，其中a和b平行，b和c都過原點，圖線b對應(yīng)的g值最接近當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹祫t相對于圖線b，下列分析正確的是_____ (填選項前的字母) A出現(xiàn)圖線a的原因可能是誤將懸點到小球下端的距離記為擺長L B出現(xiàn)圖線c的原因可能是誤將49次全振動記為50次 C圖線c對應(yīng)的g值小于圖線b對應(yīng)的g值,B,(5)某同學(xué)在家里測重力加速度他找到細線和鐵鎖，制成一個單擺，如圖丙所示，由于家里只有一根量程為030 cm的刻度尺，于是他在細線上的A點做了一個標(biāo)記，使得懸點O到A點間的細線長度小于刻度尺量程保持該標(biāo)記以下的細線長度不變，通過改變O、A間細線長度以改變擺長實驗中，當(dāng)O、A間細線的長度分別為l1、l2時，測得相應(yīng)單擺的周期為T1、T2.由此可得重力加速度g_____________ (用l1、l2、T1、T2表示),對應(yīng)演練 遷移運用,