高三物理總復(fù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)12 探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度課件 魯科版

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1、實(shí)驗(yàn)十二探究單擺的運(yùn)動(dòng)、實(shí)驗(yàn)十二探究單擺的運(yùn)動(dòng)、用單擺測(cè)定重力加速度用單擺測(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)康挠脝螖[測(cè)定重力加速度用單擺測(cè)定重力加速度實(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、帶有小孔的稍重的金屬球、的細(xì)線、帶有小孔的稍重的金屬球、帶有鐵夾的鐵架臺(tái)、毫米刻度尺、秒表、游標(biāo)帶有鐵夾的鐵架臺(tái)、毫米刻度尺、秒表、游標(biāo)卡尺卡尺過(guò)程分析導(dǎo)引過(guò)程分析導(dǎo)引2選材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)度選材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)度一般在一般在1 m左右，小球應(yīng)選用密度較大的金屬球，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)直徑應(yīng)較小，最好不超

2、過(guò)2 cm.3單擺擺線的上端不可隨意繞在帶鐵夾的桿上，單擺擺線的上端不可隨意繞在帶鐵夾的桿上，應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺球擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑、應(yīng)夾緊在鐵夾中，以免擺球擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象4注意控制單擺擺動(dòng)時(shí)擺線與豎直方向的夾角不注意控制單擺擺動(dòng)時(shí)擺線與豎直方向的夾角不超過(guò)超過(guò)10，且擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平，且擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺面內(nèi)，不要形成圓錐擺5擺長(zhǎng)測(cè)量擺長(zhǎng)測(cè)量三、誤差分析三、誤差分析1本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)誤差主要來(lái)源于單擺模型本身是否符合要求，即：符合要求，即：懸點(diǎn)是否固定，是單擺還是復(fù)擺，球

3、、線是否符懸點(diǎn)是否固定，是單擺還是復(fù)擺，球、線是否符合要求，振動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振合要求，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)等等只要注意了動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等等只要注意了上述這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)遠(yuǎn)小上述這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于偶然誤差而可忽略不計(jì)的程度于偶然誤差而可忽略不計(jì)的程度2本實(shí)驗(yàn)偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間本實(shí)驗(yàn)偶然誤差主要來(lái)自時(shí)間(即單擺周期即單擺周期)的的測(cè)量上，因此要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間測(cè)量上，因此要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期周期)，要從擺球通，要從擺球通過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒數(shù)計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方過(guò)平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，并采用倒數(shù)計(jì)

4、時(shí)計(jì)數(shù)的方法，不能多記或漏記振動(dòng)次數(shù)為了減小偶然誤法，不能多記或漏記振動(dòng)次數(shù)為了減小偶然誤差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值差，應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)典例精析實(shí)驗(yàn)步驟及原理的考查實(shí)驗(yàn)步驟及原理的考查 某同學(xué)想在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的某同學(xué)想在家里做用單擺測(cè)定重力加速度的實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有合適的擺球，他只好找到一塊大小實(shí)驗(yàn)，但沒(méi)有合適的擺球，他只好找到一塊大小為為3 cm左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球，左右，外形不規(guī)則的大理石塊代替小球，實(shí)驗(yàn)步驟是實(shí)驗(yàn)步驟是A石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為石塊用細(xì)尼龍線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將尼龍線的，將尼龍線的上端固定于上端固定于O點(diǎn)點(diǎn)B用刻度尺測(cè)量用刻

5、度尺測(cè)量OM間尼龍線的長(zhǎng)度間尼龍線的長(zhǎng)度L作為擺長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)C將石塊拉開(kāi)一個(gè)大約將石塊拉開(kāi)一個(gè)大約30的角度，然后由的角度，然后由靜止釋放靜止釋放(2)該同學(xué)用該同學(xué)用OM的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系的長(zhǎng)作為擺長(zhǎng)，這樣做引起的系統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還統(tǒng)誤差將使重力加速度的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是偏??？你認(rèn)為用何方法可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確是偏小？你認(rèn)為用何方法可以解決擺長(zhǎng)無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量的困難？測(cè)量的困難？【解析解析】(1)實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是：實(shí)驗(yàn)步驟中有重大錯(cuò)誤的是：B：大理石重心到懸掛點(diǎn)間的距離才是擺長(zhǎng)：大理石重心到懸掛點(diǎn)間的距離才是擺長(zhǎng)C最大偏角不能超過(guò)最大偏角不能超過(guò)5D

6、：應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)：應(yīng)在擺球經(jīng)過(guò)平衡位置時(shí)計(jì)時(shí)F：應(yīng)該用各組的：應(yīng)該用各組的L、T求出各組的求出各組的g后，再取平均后，再取平均值值【答案】見(jiàn)解析【答案】見(jiàn)解析【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】(1)本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)周期利用周本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)測(cè)周期利用周期公式計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，因此影響周期的期公式?jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，因此影響周期的因素?huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響因素會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響(2)實(shí)驗(yàn)步驟的掌握要在實(shí)際操作中去領(lǐng)會(huì)每一實(shí)驗(yàn)步驟的掌握要在實(shí)際操作中去領(lǐng)會(huì)每一步的設(shè)置意圖步的設(shè)置意圖實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法 下表是用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中獲得下表是用單擺測(cè)定重力加速度實(shí)驗(yàn)中獲得的有關(guān)數(shù)

7、據(jù)：的有關(guān)數(shù)據(jù)：擺長(zhǎng)擺長(zhǎng)l/m0.40.60.81.2周期周期T2/s21.62.43.24.8【答案】【答案】(1)如圖如圖1134所示所示(2)1.059.86【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】(1)利用利用lT2圖象可以消除由于圖象可以消除由于擺長(zhǎng)引起的系統(tǒng)誤差擺長(zhǎng)引起的系統(tǒng)誤差(2)用斜率求用斜率求g時(shí)，兩點(diǎn)的間距要盡量大一些時(shí)，兩點(diǎn)的間距要盡量大一些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn) (2009年高考浙江卷年高考浙江卷)(1)在在“探究單擺周探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系期與擺長(zhǎng)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡實(shí)驗(yàn)中，兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑如圖尺測(cè)量小球的直徑如圖1135甲、乙所甲、乙所示測(cè)量方法正確的是示

8、測(cè)量方法正確的是_(選填選填“甲甲”或或“乙乙”)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為實(shí)驗(yàn)時(shí)，若擺球在垂直紙面的平面內(nèi)擺動(dòng)，為了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，了將人工記錄振動(dòng)次數(shù)改為自動(dòng)記錄振動(dòng)次數(shù)，在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光在擺球運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的左、右兩側(cè)分別放置一激光光源與光敏電阻，如圖光源與光敏電阻，如圖1136甲所示光敏電甲所示光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻與某一自動(dòng)記錄儀相連，該儀器顯示的光敏電阻阻值阻阻值R隨時(shí)間隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示，則該單變化的圖線如圖乙所示，則該單擺的振動(dòng)周期為擺的振動(dòng)周期為_(kāi)若保持懸點(diǎn)到小球頂若保持懸點(diǎn)到小球頂點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑點(diǎn)的繩長(zhǎng)不變，改用直徑是原小球直徑2倍的另一倍的另一小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，則該單擺的周期將_(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】(1)乙乙(2)2t0變大變大變大變大