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高中物理学生实验课件 实验九 用单摆测定重力加速度 本溪县高级中学 林建飞 Email:linboluozi@163.com 第一页,共十四页,2022年,8月28日 【实验练习】 1、实验思考题: (1)用单摆测量重力加速度是根据什么物理关系?重力加速度计算式是什么? (2)该实验需要测量哪些量?各用什么测量工具? (3)单摆应当选用什么样的球?什么样的线?线长度应当在什么范围内? (80~120cm) (4)怎样保证小球的摆动是简谐运动?小球摆成圆锥摆,对周期有什么影响? (5)测量摆长用什么测量工具?有必要用卡尺或千分尺吗? (6)怎样测量单摆周期?从何处开始计时?到何处停止计时?测30~50个周期 有什么好处? (7)秒表怎样读数?短针怎样读数?长针怎样读数?要不要估读? (8)刻度尺长度只有30cm,怎样测重力加速度? 第二页,共十四页,2022年,8月28日 一个小球和一根细线就可以组成一个单摆. 【实验原理】 单摆在摆角很小的情况下做简谐运动.单摆的周期与振幅、摆球的质量无关.与摆长的二次方根成正比.与重力加速度的二次方根成反比. 单摆做简谐运动时,其周期为: 故有: 因此只要测出单摆的摆长L和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的值,并可研究单摆的周期跟摆长的关系. 第三页,共十四页,2022年,8月28日 秒表的使用和读数: 注意:当内侧分针没有超过半格时,外侧秒针读小于30的数字; 秒表的读数等于内侧分针的读数与外侧秒针的读数之和. 机械式停表只能精确到 0.1s,读数时不需估读. 超过半格时,外侧秒针读大于30的数字. 第四页,共十四页,2022年,8月28日 第五页,共十四页,2022年,8月28日 带孔小钢球一个,约1m长的细线一条,铁架台,米尺,秒表,游标卡尺. 【实验器材】 第六页,共十四页,2022年,8月28日 【实验内容】 1、步骤 (1)取约1m长的细线穿过带孔的小钢球,并打一个比小孔大一些的结,然后拴在桌边的支架上,如图所示. (2)用米尺量出悬线长L′,准确到毫米;用游标卡尺测摆球直径,算出半径r,也准确到毫米。则单摆的摆长为L+r. 第七页,共十四页,2022年,8月28日 (3)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(例如不超过10o),然后放开小球让它摆动,用停表测量单摆完成30次全振动(或50次)所用的时间,求出完成一次全振动所需要的时间,这个平均时间就是单摆的周期. (4)把测得的周期和摆长的数值代入公式 ,求出重力加速度g的值. (5)改变摆长,重做几次实验.设计一个表格,把测得的数据和计算结果填入表格中,计算出每次实验的重力加速度.最后求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即可看作本地区的重力加速度. 第八页,共十四页,2022年,8月28日 (1)选择材料时应选择细轻又不易伸长的线,长度一般在1m左右,小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过2 cm; (2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑或悬点不固定,摆长改变的现象; (3)注意摆动时摆角不易过大,不能超过10o,以保证单摆做简谐运动; (4)摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆; 【注意事项】 第九页,共十四页,2022年,8月28日 (5)测量应在摆球通过平衡位置时开始计时,因为在此位置摆球速度最大,易于分辩小球过此位置的时刻;画出单摆的平衡位置,作为记时的参照点.必须是摆球同方向经过平衡位置记一次数. (6)测量单摆的摆长时应使摆球处于自然下垂状态,用米尺测量出摆线的长度,再用游标卡尺测出摆球的直径,然后算出摆长. 第十页,共十四页,2022年,8月28日 高中物理学生实验课件 实验九 用单摆测定重力加速度 本溪县高级中学 林建飞 Email:linboluozi@163.com
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