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实验十四用单摆测定重力加速度必备知识·深悟固基1.实验器材带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球,不易伸长的细线(约1m)、秒表、毫米刻度尺和游标卡尺.2.实验步骤(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,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标记,如上图所示.(3)用毫米刻度尺量出摆线长度l′,用游标卡尺测出摆球的直径,即得出金属小球半径r,计算出摆长l=l′+r.(6)改变摆长,重做几次实验,计算出每次实验的重力加速度值,求出它们的平均值,该平均值即为当地的重力加速度值.(7)将测得的重力加速度值与当地的重力加速度值相比较,分析产生误差的可能原因.3.注意事项(1)构成单摆的条件:细线的质量要小、弹性要小,选用体积小、密度大的小球,摆角不超过5°.(2)要使摆球在同一竖直面内摆动,不能形成圆锥摆,方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放.(3)测周期的方法:①要从摆球过平衡位置时开始计时.因为此处速度大、计时误差小,而最高点速度小、计时误差大.②要测多次全振动的时间来计算周期.如在摆球过平衡位置时开始计时,且在数“零”的同时按下秒表,以后每当摆球从同一方向通过平衡位置时计数1次.关键能力·突破要点命题实验操作与数据处理例题(1)在“探究单摆周期与摆长的关系”实验中,两位同学用游标卡尺测量小球直径的操作如图甲、乙所示.测量方法正确的是________(填“甲”或“乙”).(2)实验时,若摆球在垂直纸面的平面内摆动,为了将人工记录振动次数改为自动记录振动次数,在摆球运动的最低点的左、右两侧分别放置一激光光源与光敏电阻,如图丙所示.光敏电阻与某一自动记录仪相连,该仪器显示的光敏电阻阻值R随时间t的变化图线如图丁所示,则该单摆的振动周期为________.若保持悬点到小球顶点的绳长不变,改用直径是原小球直径2倍的另一小球进行实验,则该单摆的周期将________(填“变大”“不变”成“变小”),图丁中的Δt将________(填“变大”“不变”或“变小”).【答案】(1)乙(2)2t0变大变大深化理解(1)如何正确使用游标卡尺测量摆球的直径?(2)如何根据R-t图像确定单摆的运动周期?课后提能演练
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