高考物理一輪總復(fù)習(xí) 專題十二 實(shí)驗(yàn)十三 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.ppt

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實(shí)驗(yàn)十三探究單擺的運(yùn)動(dòng)用單擺測(cè)定 重力加速度 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 圖S13 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)會(huì)用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?2 能正確熟練地使用秒表 實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)擺角小于 時(shí) 單擺做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 其運(yùn)動(dòng)周期為T 與擺角的大小及擺球的質(zhì)量無關(guān) 由此得到g 因此 只要測(cè)出擺長l和振動(dòng)周期T 就可以求出當(dāng) 地的重力加速度g的值 5 實(shí)驗(yàn)器材帶孔小鋼球一個(gè) 細(xì)絲線一條 長約1m 毫米刻度尺一把 帶鐵夾的鐵架臺(tái) 秒表 游標(biāo)卡尺 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)步驟 1 讓細(xì)線的一端穿過金屬小球的小孔 然后打一個(gè)比小孔 大一些的線結(jié) 做成單擺 2 把細(xì)線的上端用鐵夾固定在 上 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 在 處作上標(biāo)記 如實(shí)驗(yàn)原理圖S13 1所示 3 用 量出擺線長度l 用 測(cè)出擺球的直徑 即得出金屬小球半徑r 計(jì)算出擺長l 鐵架臺(tái) 單擺平衡 毫米刻度尺 游標(biāo)卡尺 位置 l r 1 tN N 6 改變擺長 重做幾次實(shí)驗(yàn) 計(jì)算出每次實(shí)驗(yàn)的重力加速度值 求出它們的平均值 該平均值即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎?7 將測(cè)得的重力加速度值與當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣戎迪啾容^ 分析產(chǎn)生誤差的可能原因 數(shù)據(jù)處理 圖S13 2 實(shí)驗(yàn)分析誤差分析 1 系統(tǒng)誤差的主要來源 懸點(diǎn)不固定 球 線不符合要求 振動(dòng)的圓錐擺不是在同一豎直平面內(nèi)的振動(dòng)等 2 偶然誤差主要來自時(shí)間的測(cè)量上 因此 要從擺球通過 平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí) 不能多記或漏記振動(dòng)次數(shù) 基礎(chǔ)檢測(cè) 圖S13 3 1 用游標(biāo)卡尺測(cè)量小鋼球直徑 示數(shù)如圖乙所示 讀數(shù)為 mm 2 以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法 其中正確的有 A 擺線要選擇細(xì)些的 伸縮性小些的 并且盡可能長一些B 擺球盡量選擇質(zhì)量大些 體積小些的C 為了使擺的周期大一些 以方便測(cè)量 開始時(shí)拉開擺球 使擺線相距平衡位置有較大的角度 答案 1 18 6 2 ABE 考點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作 重點(diǎn)歸納 1 強(qiáng)調(diào)在同一平面內(nèi)振動(dòng)且擺角小于10 2 選擇在擺球擺到平衡位置處開始計(jì)時(shí) 并數(shù)準(zhǔn)全振動(dòng)的次 數(shù) 3 小球自然下垂時(shí) 用毫米刻度尺量出懸線長l 用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑 然后算出擺球的半徑r 則擺長l l r 4 選用一米左右的細(xì)線 典例剖析例1 某同學(xué)用實(shí)驗(yàn)的方法探究影響單擺周期的因素 1 他組裝單擺時(shí) 在擺線上端的懸點(diǎn)處 用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線 再用鐵架臺(tái)的鐵夾將橡皮夾緊 如圖S13 4 所示 這樣做的目的是 填字母代號(hào) A 保證擺動(dòng)過程中擺長不變B 可使周期測(cè)量得更加準(zhǔn)確C 需要改變擺長時(shí)便于調(diào)節(jié)D 保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng) 圖S13 4 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(diǎn)量到擺球的最低端的長度L 0 9990m 再用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球直徑 結(jié)果如圖S13 5所示 則該擺球的直徑為 mm 單擺擺長為 m 圖S13 5 3 下列振動(dòng)圖象真實(shí)地描述了對(duì)擺長約為1m的單擺進(jìn)行周期測(cè)量的四種操作過程 圖中橫坐標(biāo)原點(diǎn)表示計(jì)時(shí)開始 A B C均為30次全振動(dòng)的圖象 已知sin5 0 087 sin15 0 26 這四種操作過程合乎實(shí)驗(yàn)要求且誤差最小的是 填字母代號(hào) C D B A 答案 1 AC 2 12 00 9930 3 A 考點(diǎn)2數(shù)據(jù)處理與誤差分析 重點(diǎn)歸納 典例剖析 例2 2015年四川成都摸底 在 用單擺測(cè)定重力加速度 的實(shí)驗(yàn)中 某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)量單擺的周期時(shí) 從單擺運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)開始計(jì)時(shí) 且記數(shù)為1 到第n次經(jīng)過最低點(diǎn)所用的時(shí)間為t 在測(cè)量單擺的擺長時(shí) 先用毫米刻度尺測(cè)得懸掛擺球后的擺線長為l 再用游標(biāo)卡尺測(cè)得擺球的直徑為d 1 該單擺的擺長為 2 該單擺的周期為 3 用上述物理量的符號(hào)寫出求重力加速度的一般表達(dá)式g 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)得的重力加速度的值總是偏 大 其原因可能是下述原因中的 A 單擺的懸點(diǎn)未固定緊 擺動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng) 使擺線增長了B 把n次擺動(dòng)的時(shí)間誤記為 n 1 次擺動(dòng)的時(shí)間C 以擺線長作為擺長來計(jì)算D 以擺線長與擺球的直徑之和作為擺長來計(jì)算 考點(diǎn)練透 1 如果測(cè)得的g值偏小 可能的原因是 填寫代號(hào) A 測(cè)擺長時(shí) 忘記了擺球的半徑B 擺線上端懸點(diǎn)未固定 振動(dòng)中出現(xiàn)松動(dòng) 使擺線長度增加了C 開始計(jì)時(shí)時(shí) 秒表過早按下D 實(shí)驗(yàn)中誤將39次全振動(dòng)次數(shù)記為40次 2 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中 測(cè)量6種不同擺長情況下單擺的振動(dòng) 周期 記錄表格如下 以l為橫坐標(biāo) T2為縱坐標(biāo) 作出T2 l圖線 并利用此圖 線求重力加速度g 9 86m s2 答案 1 ABC 2 如圖D56所示 圖D56