高考物理 一輪復(fù)習(xí) 實驗八 用單擺測定重力加速度課件

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1、實驗八用單擺測定重力加速度實驗八用單擺測定重力加速度本節(jié)目錄本節(jié)目錄基礎(chǔ)理論儲備基礎(chǔ)理論儲備經(jīng)典例題展示經(jīng)典例題展示創(chuàng)新實驗評析創(chuàng)新實驗評析知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練基礎(chǔ)理論儲備基礎(chǔ)理論儲備實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?用單擺測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣扔脝螖[測定當(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驗器材實驗器材長約長約1 m的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺的細(xì)線、小鐵球、鐵架臺(帶鐵夾帶鐵夾)、米尺、秒表、游、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺標(biāo)卡尺實驗步驟實驗步驟1做單擺：做單擺：取約取約1 m長的細(xì)絲線穿過帶孔的小鋼球，并打一長的細(xì)絲線穿過帶孔的小鋼球，并打一個比小孔大一些的結(jié)，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵

2、架個比小孔大一些的結(jié)，然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上，并把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓臺上，并把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂擺球自然下垂 3測周期測周期 將單擺從平衡位置拉開一個角度將單擺從平衡位置拉開一個角度(小于小于10)，然后釋放小，然后釋放小球球,當(dāng)小球通過最低點時開始計時，記下單擺擺動當(dāng)小球通過最低點時開始計時，記下單擺擺動30次次50次次 的總時間，算出平均每擺動一次的時間，即為單擺的振的總時間，算出平均每擺動一次的時間，即為單擺的振動動 周期反復(fù)測量三次，再算出測得周期數(shù)值的平均值周期反復(fù)測量三次，再算出測得周期數(shù)值的平均值 4改變擺

3、長，重做幾次實驗改變擺長，重做幾次實驗 實驗數(shù)據(jù)的處理方法實驗數(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)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要求即：懸點是否固定主要來源于單擺模型本身是否符合要求即：懸點是否固定,擺擺球是否可看成質(zhì)點，球、線是否符合要求，擺動是圓錐擺還是球是否可看成質(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只要注在同一豎直平面內(nèi)振動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的程度而忽略不計的程度2偶然誤差偶然誤差主要來自時間主

4、要來自時間(即單擺周期即單擺周期)的測量上，因此，要注意測準(zhǔn)時間的測量上，因此，要注意測準(zhǔn)時間(周期周期)要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒計時計數(shù)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，即的方法，即4,3,2,1,0,1,2，在數(shù)在數(shù)“零零”的同時按下秒表開始計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(jìn)行多時不能多計或漏計振動次數(shù)為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測量后取平均值次測量后取平均值 注意事項注意事項 1選擇材料時應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般選擇材料時應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長的線，長度一般在在 1 m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)

5、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，以免擺動時發(fā)生擺線下滑、擺長改變的現(xiàn)象鐵夾中，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不超過注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過10.可通過可通過估算振幅的辦法掌握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時開始計計算單擺的振動次數(shù)時，應(yīng)從擺球通

6、過最低位置時開始計時，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(jìn)行計數(shù)，且在數(shù)后擺球每次從同一方向通過最低位置時進(jìn)行計數(shù)，且在數(shù)“零零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù)要多測幾次的同時按下秒表，開始計時計數(shù)要多測幾次(如如30次次或或50次次)全振動的時間，用取平均值的辦法求周期全振動的時間，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考點考點1實驗操作及誤差分析實驗操作及誤差分析 (2011高考福建卷高考福建卷)某實驗小組在利用單擺測定當(dāng)?shù)啬硨嶒炐〗M在利用單擺測定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶嶒炛校褐亓铀俣鹊?/p>

7、實驗中：(1)用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖所示，則該擺用游標(biāo)卡尺測定擺球的直徑，測量結(jié)果如圖所示，則該擺球的直徑為球的直徑為_cm.(2)小組成員在實驗過程中有如下說法，其中正確的是小組成員在實驗過程中有如下說法，其中正確的是_(填選項前的字母填選項前的字母)【答案】【答案】(1)0.97(0.96、0.98均可均可)(2)C例例2考點考點2實驗數(shù)據(jù)處理實驗數(shù)據(jù)處理 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)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到球心的距離止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到球心的距離當(dāng)作擺長當(dāng)作擺長L，通過

8、改變擺線的長度，測得，通過改變擺線的長度，測得6組組L和對應(yīng)的周期和對應(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兩個點，坐標(biāo)如圖所兩個點，坐標(biāo)如圖所示他采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計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，則計算重力加速度的表達(dá)式應(yīng)為式應(yīng)為g_.請你判斷該同學(xué)得到的實驗結(jié)果與擺球請你判斷該同學(xué)得到的實驗結(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)新實驗評析創(chuàng)新實驗評析【范例】【范例】在在“探究單擺周期與擺長的關(guān)系探究單擺周期與擺長的關(guān)系”實驗中，若擺球?qū)嶒炛?，若擺

9、球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動在垂直紙面的平面內(nèi)擺動，為了將人工記錄振動次數(shù)改為自動記錄振動次數(shù)，在擺球運動最低點的左、右兩側(cè)分別放置一激記錄振動次數(shù)，在擺球運動最低點的左、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隨時間隨時間t變化圖線如下圖所示，變化圖線如下圖所示，則該單擺的振動周期為則該單擺的振動周期為_若保持若保持懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是懸點到小球頂點的繩長不變，改用直徑是原小球直徑原小球直徑2倍的另一小球進(jìn)行實驗，則倍的另一小球進(jìn)行實驗，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【名師點評】【名師點評】本實驗的創(chuàng)新之處在于利用光敏電阻阻值隨光本實驗的創(chuàng)新之處在于利用光敏電阻阻值隨光照變化的特點，設(shè)計自動計數(shù)的實驗方案照變化的特點，設(shè)計自動計數(shù)的實驗方案,有效的減少誤差有效的減少誤差