高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)一 探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度課件 新人教版選修34

《高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)一 探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度課件 新人教版選修34》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)一 探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度課件 新人教版選修34（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度測(cè)定重力加速度知識(shí)要點(diǎn)歸納知識(shí)要點(diǎn)歸納實(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)原理實(shí)驗(yàn)原理實(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)(連鐵夾連鐵夾)、米尺、秒表、游標(biāo)卡尺、米尺、秒表、游標(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臺(tái)后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，并把鐵

2、架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵上，并把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引3測(cè)周期測(cè)周期將單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度將單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)角度(小小于于10)，然后釋放小球，記下單擺，然后釋放小球，記下單擺擺動(dòng)擺動(dòng)30次次50次的總時(shí)間，算出平次的總時(shí)間，算出平均每擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振均每擺動(dòng)一次的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期反復(fù)測(cè)量三次，再算出測(cè)得動(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)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理方法二：圖象法方法二：圖象法圖圖131誤差分析誤差分析

3、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，擺球是否可求即：懸點(diǎn)是否固定，擺球是否可看做質(zhì)點(diǎn)，球、線是否符合要求，擺看做質(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)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)小于偶然誤差而忽系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而忽略不計(jì)的程度略不計(jì)的程度2偶然誤差偶然誤差(1)時(shí)間時(shí)間(即單擺周期即單擺周期)的測(cè)量上因此的測(cè)量上因此,要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期周期)

4、要從擺球通過(guò)要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法，即數(shù)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(kāi)始計(jì)時(shí)的同時(shí)按下秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)為了減小不能多計(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)量后取平均偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值值(2)擺長(zhǎng)的測(cè)量：擺線的長(zhǎng)度和小球擺長(zhǎng)的測(cè)量：擺線的長(zhǎng)度和小球半徑的測(cè)量是否準(zhǔn)確半徑的測(cè)量是否準(zhǔn)確注意事項(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)度一般在伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)度一般在1 m左右，小左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)球應(yīng)選

5、用密度較大的金屬球，直徑應(yīng)較小，最好不超過(guò)較小，最好不超過(guò)2 cm.2單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾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)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注意擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向不超過(guò)不超過(guò)10.可通過(guò)估算振幅的辦法掌可通過(guò)估算振幅的辦法掌握握4擺球振動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)擺球振動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺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(kāi)始計(jì)時(shí)，為便于計(jì)通過(guò)最低位

6、置時(shí)開(kāi)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)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)最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù),且在數(shù)且在數(shù)“零零”的的同時(shí)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)同時(shí)按下秒表，開(kāi)始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)實(shí)驗(yàn)典例探究實(shí)驗(yàn)典例探究逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)例例1 在用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)在用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中，單擺的擺角驗(yàn)中，單擺的擺角應(yīng)應(yīng)_，從擺球，從擺球經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)_開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)出n次全振動(dòng)次全振動(dòng)的時(shí)間為的時(shí)間為t，用毫米刻度尺量出擺線，用毫米刻度尺量出擺線長(zhǎng)為長(zhǎng)為L(zhǎng)，用游標(biāo)卡尺測(cè)出擺球直徑為，用游標(biāo)卡尺測(cè)出

7、擺球直徑為d.(1)用上述數(shù)據(jù)的符號(hào)寫出測(cè)量重力用上述數(shù)據(jù)的符號(hào)寫出測(cè)量重力加速度的一般表達(dá)式加速度的一般表達(dá)式g_.(2)對(duì)該實(shí)驗(yàn)，有人提出以下幾點(diǎn)建對(duì)該實(shí)驗(yàn)，有人提出以下幾點(diǎn)建議，其中能夠提高測(cè)量結(jié)果精確度的議，其中能夠提高測(cè)量結(jié)果精確度的是是()A適當(dāng)加長(zhǎng)擺線適當(dāng)加長(zhǎng)擺線B質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的用體積較大的C單擺偏離平衡位置的角度不能太大單擺偏離平衡位置的角度不能太大D當(dāng)擺球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)當(dāng)擺球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間過(guò)一次全振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)，用此時(shí)間間隔作為單擺振動(dòng)的周期間隔作為單擺振動(dòng)的周期【解

8、析解析】當(dāng)擺角當(dāng)擺角10時(shí)，單擺時(shí)，單擺的振動(dòng)才可以認(rèn)為是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；擺球的振動(dòng)才可以認(rèn)為是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)；擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度大，用時(shí)少，計(jì)經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)速度大，用時(shí)少，計(jì)時(shí)誤差小，并且平衡位置容易確定時(shí)誤差小，并且平衡位置容易確定(2)單擺實(shí)驗(yàn)的精確度取決于實(shí)驗(yàn)裝單擺實(shí)驗(yàn)的精確度取決于實(shí)驗(yàn)裝置的理想化程度及相關(guān)物理量的測(cè)量置的理想化程度及相關(guān)物理量的測(cè)量精度適當(dāng)加長(zhǎng)擺線長(zhǎng)度，有利于把精度適當(dāng)加長(zhǎng)擺線長(zhǎng)度，有利于把擺球看成質(zhì)點(diǎn)，在擺角小于擺球看成質(zhì)點(diǎn)，在擺角小于10的的條件下，擺球的空間位置變化較大，條件下，擺球的空間位置變化較大，便于觀察，選項(xiàng)便于觀察，選項(xiàng)A對(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)

9、處理例例2 在探究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的在探究單擺周期與擺長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)中，(1)關(guān)于安裝儀器及測(cè)量時(shí)的一些實(shí)關(guān)于安裝儀器及測(cè)量時(shí)的一些實(shí)驗(yàn)操作，下列說(shuō)法中正確的是驗(yàn)操作，下列說(shuō)法中正確的是()A用米尺測(cè)出擺線的長(zhǎng)度，記為擺長(zhǎng)用米尺測(cè)出擺線的長(zhǎng)度，記為擺長(zhǎng)lB先將擺球和擺線放在水平桌面上測(cè)先將擺球和擺線放在水平桌面上測(cè)量擺長(zhǎng)量擺長(zhǎng)l，再將單擺懸掛在鐵架臺(tái)上，再將單擺懸掛在鐵架臺(tái)上C使擺線偏離豎直方向某一角度使擺線偏離豎直方向某一角度(接接近近5)，然后由靜止釋放擺球，然后由靜止釋放擺球D測(cè)出擺球兩次通過(guò)最低點(diǎn)的時(shí)間間測(cè)出擺球兩次通過(guò)最低點(diǎn)的時(shí)間間隔記為此單擺振動(dòng)的周期隔記為此單擺振動(dòng)的周期

10、(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示：實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)次數(shù)12345擺長(zhǎng)擺長(zhǎng)l/cm80.0090.00100.00110.00120.0030次全振動(dòng)次全振動(dòng)時(shí)間時(shí)間t/s53.856.960.062.865.7振動(dòng)周期振動(dòng)周期T/s1.791.902.002.092.19振動(dòng)周期的振動(dòng)周期的平方平方T2/s23.203.614.004.374.80請(qǐng)將第三次的測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)在圖請(qǐng)將第三次的測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)在圖132中，中，并在圖中作出并在圖中作出T2隨隨l變化的關(guān)系圖象變化的關(guān)系圖象(3)根據(jù)數(shù)據(jù)及圖象可知單擺周期的根據(jù)數(shù)據(jù)及圖象可知單擺周期的平方與擺長(zhǎng)的關(guān)系是平方與擺長(zhǎng)的關(guān)系是_圖圖132

11、(4)根據(jù)圖象，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓痈鶕?jù)圖象，可求得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹樗俣葹開(kāi)m/s2.(結(jié)果保留結(jié)果保留3位有效數(shù)字位有效數(shù)字)【解析解析】(1)本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將擺球本實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)將擺球和擺線組成單擺之后再測(cè)量其擺長(zhǎng)，和擺線組成單擺之后再測(cè)量其擺長(zhǎng)，擺長(zhǎng)應(yīng)為懸點(diǎn)到擺球球心的距離，故擺長(zhǎng)應(yīng)為懸點(diǎn)到擺球球心的距離，故A、B錯(cuò)誤；測(cè)量單擺的周期時(shí)，應(yīng)錯(cuò)誤；測(cè)量單擺的周期時(shí)，應(yīng)為相鄰兩次通過(guò)最低點(diǎn)并且通過(guò)最低為相鄰兩次通過(guò)最低點(diǎn)并且通過(guò)最低點(diǎn)的速度方向相同，點(diǎn)的速度方向相同，即單擺做一次全振動(dòng)，這段時(shí)間才為即單擺做一次全振動(dòng)，這段時(shí)間才為一個(gè)周期，為了減小誤差，須測(cè)量單一個(gè)周期，為了減小誤差，須測(cè)量單擺的多個(gè)周期，然后再取平均值求出擺的多個(gè)周期，然后再取平均值求出一個(gè)周期，故一個(gè)周期，故D錯(cuò)誤；單擺在擺角接錯(cuò)誤；單擺在擺角接近近5可認(rèn)為做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),故故C正確正確【答案答案】(1)C(2)見(jiàn)圖見(jiàn)圖(3)周期周期的平方與擺長(zhǎng)成正比的平方與擺長(zhǎng)成正比(4)9.86圖圖133知能優(yōu)化演練知能優(yōu)化演練本部分內(nèi)容講解結(jié)束本部分內(nèi)容講解結(jié)束按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放