第8章 实验9 用单摆测量重力加速度.docx

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1、实验九用单摆测量重力加速度【目标要求】1知道利用单摆测量重力加速度的原理.2.掌握利用单摆测量重力加速度的方法.实验技能储备1 .实验原理当摆角较小时，单摆做简谐运动，其运动周期为T=,由此得到g=竽，因此，只要测出和,就可以求出当地的重力加速度g的值.2 .实验器材单摆、毫米刻度尺、.3 .实验过程(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，做成单摆.(2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示.(3)用亳米刻度尺量出摆线长度,用游标卡尺测出金属小球的直径，即得出金属小球半径r,计算出摆长I=.(4)把单摆从平

2、衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5。)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成3050次全振动所用的时间3计算出单摆的振动周期了.(5)根据单摆周期公式，计算当地的重力加速度.(6)改变摆长，重做几次实验.4 .数据处理(1)公式法：利用T=S求出周期，算出三次测得的周期的平均值，然后利用公式g=等求重力加速度.(2)图像法：根据测出的一系列摆长/对应的周期7；作/-N的图像，由单摆周期公式得/=券T2,图像应是一条过原点的直线，如图所示，求出图线的斜率h即可利用g=求重力加速度.5.注意事项(1)一般选用一米左右的细线.(2)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定

3、.(3)应在小球自然下垂时用毫米刻度尺测量悬线长.(4)单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于5。.(5)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数.考点一教材原型实验W11(2023江苏南通市模拟)某小组在“用单摆测量重力加速度”实验中:(1)组装单摆时，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线的上端，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图甲所示.这样做的目的有A.保证摆动过程中摆长不变B.需要改变摆长时便于调节C.保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)安装好实验装置后，先用刻度尺测量摆线长/,再用游标卡尺测量摆球直径4其示数如图乙所示，则d=mm；乙(3)某次实验过程中,用秒表记录时间的起点应该是摆球

4、运动过程中的(选填“最高点”或“最低点”);（4）该组同学测出五组单摆振动周期r与摆长1的数据如表，请在图丙中作出T2-1关系图像.根据图像算出重力加速度g=ms2（结果保留3位有效数字）.次数123451/m0.50000.60000.70000.80000.900077s1.431.551.671.781.90T2s22.042.402.793.173.61（5）若测量值与当地重力加速度值相比偏大，可能原因是（写出一个）.【例2】在“用单摆测量重力加速度”的实验中，由单摆做简谐运动的周期公式得到g=需,只要测出多组单摆的摆长/和运动周期T,作出了2/图像，就可以求出当地的重力加速度，理论上

5、T1-I图像是一条过坐标原点的直线.（1）某同学在家里做用单摆测量重力加速度的实验，但没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的长条状的大理石块代替了摆球（如图），以下实验步骤中存在错误或不当的步骤是（只填写相应的步骤前的字母即可）./0A.将石块用细尼龙线系好，结点为M将尼龙线的上端固定于。点B.用刻度尺测量ON间尼龙线的长度1作为摆长C.将石块拉开一个大约5。的角度，然后由静止释放D.从石块摆到最低点时开始计时，当石块第30次到达最低点时结束计时，记录总时间为3由T=A得出周期E.改变ON间尼龙线的长度再做几次实验，记下相应的1和TF.求出多次实验中测得的乙和丁的平均值作为计算时使用的数据，

6、代入公式g=（季求出重力加速度g（2）该同学根据实验数据作出的Tz-1图像如图所示：T2Zs24.0-1。*1Ievn由图像求出的重力加速度g=ms2（取2=9.87）.由于图像没有能通过坐标原点，求出的重力加速度g值与当地真实值相比（选填Z1jr*/“偏大”“偏小”或“不变”）；若利用g=,采用公式法计算，则求出重力加速度g值与当地真实值相比（选填“偏大”“偏小”或“不变”）.考点二探索创新实验【例3】滑板运动场地有一种常见的圆弧形轨道，其截面如图所示，某同学用一-辆滑板车和手机估测轨道半径R（滑板车的长度远小于轨道半径）.主要实验过程如下：（1）用手机查得当地的重力加速度为g；（2）找出轨道的最低点O,把滑板车从。点移开一小段距离至P点，由静止释放，用手机测出它完成次全振动的时间I,算出滑板车做往第运动的周期T=；（3）将滑板车的运动视为简谐运动，则可将以上测量结果代入R=（用T、g表示）中计算出轨道半径.