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(共24張PPT)
人教版 高中物理選擇性必修一
實(shí)驗(yàn):用單擺測(cè)量重力加速度
2.5
了解地球表面重力加速度的分布，對(duì)地球物理學(xué)、航空航天技術(shù)及大地測(cè)量等領(lǐng)域有十分重要的意義。
求重力加速度的方法有哪些？
新課引入
理論上，與重力相關(guān)的物理現(xiàn)象都可以用來(lái)測(cè)量g。
上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了單擺周期公式，單擺周期公式里邊有g(shù)，那么我們能不能利用周期公式來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣饶兀?br/>01
實(shí)驗(yàn)思路
實(shí)驗(yàn)思路
當(dāng)單擺擺角很小（θ<5°）時(shí)，可將單擺視作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
重力加速度：
單擺的周期：
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br/>用單擺測(cè)量重力加速度
實(shí)驗(yàn)原理：
測(cè)量擺長(zhǎng)
測(cè)量周期
02
實(shí)驗(yàn)裝置
實(shí)驗(yàn)裝置
在細(xì)線的一端打一個(gè)比小球上的孔徑稍大些的結(jié)，將細(xì)線穿過(guò)球上的小孔，并把細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上， 就制成一個(gè)單擺。將鐵夾固定在鐵架臺(tái)的上端，鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，方便使用不同長(zhǎng)度的擺線。
實(shí)驗(yàn)器材
PK
實(shí)驗(yàn)器材
PK
實(shí)驗(yàn)器材
PK
有彈力
無(wú)彈力
1. 長(zhǎng)約1m的細(xì)線（質(zhì)量不計(jì)，不可伸長(zhǎng)）
2. 帶孔的小鐵球（體積小，質(zhì)量大）
3. 帶有鐵夾的鐵架臺(tái)
4. 毫米刻度尺
5. 秒表
6. 游標(biāo)卡尺
0
5
10
0
1
實(shí)驗(yàn)器材
03
物理量的測(cè)量
物理量的測(cè)量
測(cè)擺長(zhǎng)：
擺長(zhǎng)
(1)在擺球自然下垂的情況下，用刻度尺量出懸線長(zhǎng)l0；
(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)擺球直徑d
l0
0
5
10
0
1
物理量的測(cè)量
測(cè)周期：
0
1
2
3
T=
將單擺從平衡位置拉開(kāi)一個(gè)小角度(擺角小于5°)，然后釋放擺球讓單擺在豎直平面內(nèi)擺動(dòng)。當(dāng)單擺擺動(dòng)穩(wěn)定后，過(guò)平衡位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，測(cè)量30～50次全振動(dòng)的時(shí)間。計(jì)算出完成一次全振動(dòng)的時(shí)間，即為單擺的振動(dòng)周期T。
04
實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)步驟
05
數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)分析
平均值法：多次測(cè)量取平均值
改變擺長(zhǎng)，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量相應(yīng)的擺長(zhǎng)l 和周期T
將擺長(zhǎng)l和周期T代入公式，求出g值
計(jì)算重力加速度g的平均值
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 擺長(zhǎng)l(m) 周期T(s) 加速度g(m/s2) g的平均值
1
2
3
數(shù)據(jù)分析
作出圖像，即以T 2為縱軸，以l為橫軸。
數(shù)據(jù)分析
作出圖像，即以T 2為橫軸，以l為縱軸。
斜率k=
誤差分析
1.系統(tǒng)誤差
主要來(lái)自于單擺模型本身是否符合要求，即懸點(diǎn)是否固定，擺球和擺長(zhǎng)是否符合要求，最大擺角是否不超過(guò)5，是否在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng)等。
誤差分析
2.偶然誤差
測(cè)量誤差
(1)測(cè)量擺長(zhǎng)時(shí)引起的誤差
①若在未懸掛擺球前測(cè)量了擺長(zhǎng)、擺線拉得過(guò)緊、測(cè)量了擺線長(zhǎng)后卻誤加了直徑等，會(huì)使實(shí)際的擺長(zhǎng)偏小；
②若懸點(diǎn)未固定好，擺球擺動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)松動(dòng)，測(cè)量了擺線長(zhǎng)漏加了擺球半徑等，使實(shí)際的擺長(zhǎng)偏大。
(2)測(cè)量周期時(shí)引起的誤差
①由于測(cè)量全振動(dòng)次數(shù)錯(cuò)誤造成誤差。
②開(kāi)始計(jì)時(shí)或停止計(jì)時(shí)時(shí)過(guò)早或過(guò)遲按下停表。
③計(jì)量單擺的全振動(dòng)次數(shù)時(shí)，不從擺球通過(guò)最低點(diǎn)(平衡位置)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，容易產(chǎn)生較大的計(jì)時(shí)誤差。
誤差分析
3.圖像法
L
L
誤差來(lái)源：擺長(zhǎng)沒(méi)加小球半徑
誤差來(lái)源：擺長(zhǎng)多加小球半徑
利用斜率求g沒(méi)有誤差
用單擺測(cè)量重力加速度
實(shí)驗(yàn)裝置
注意事項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)思路
數(shù)據(jù)分析
公式法、圖像法
實(shí)驗(yàn)步驟
誤差分析
系統(tǒng)誤差、偶然誤差、減小誤差的方法
課堂小結(jié)
人教版 高中物理必修三
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2.5

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