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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