2021高考物理一轮复习实验十九用单摆测量重力加速度的大形件鲁科版

实验十九用单摆测量重力加速度的大小【实验目的】用单摆测量重力加速度的大小。【实验原理】单摆在偏角很小(小于5°)时的摆动,可看成简谐运动,其固有周期T=2π,可得g=,通过实验方法测出摆长l和周期T,即可计算得到当地的重力加速度。【实验器材】带孔小钢球一个、细线一条(约1m长)、铁架台、米尺、停表、游标卡尺(或三角板)。gl224Tl【实验过程】1.让线的一端穿过小球上的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆。2.把线的上端固定在铁架台的铁夹上,让铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂,在单摆平衡位置处做上标记。3.用米尺量出悬线长l′(准确到mm),用游标卡尺(或米尺和三角板)测出摆球的直径d(准确到mm),然后计算出悬点到球心的距离l=l′+即为摆长。4.把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(不超过10°),然后放开小球让它摆动,用停表测出单摆完成30或50次全振动的时间,计算出平均完成一次全振动的时间,这个时间就是单摆的振动周期。d25.改变摆长重做几次。6.将实验器材放回原处。【数据处理】1.平均值法:用g=求出重力加速度。2.图象法:由单摆的周期公式T=2π可得l=T2,因此以摆长l为纵轴,以T2为横轴作出的l-T2图象是一条过原点的直线,如图所示,求出斜率k,即可求出g值。g=4π2k,k=123456gggggg6＋＋＋＋＋gl2g422TT＝。ll【误差分析】1.本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求。例如,悬点是否固定,是单摆还是复摆,球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等。只要注意了这些方面,就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差而可忽略不计的程度。2.本实验偶然误差主要来源于时间(即单摆周期)的测量上。因此,要注意测准时间(周期)。要从摆球通过平衡位置开始计时,并采用倒数计时计数的方法,不能多记或漏记振动次数。为了减小偶然误差,应进行多次测量后取平均值。3.本实验中长度(摆线长、摆球的直径)的测量时,读数读到毫米位即可(即使使用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米位)。时间的测量中,秒表读数的有效数字的末位在“秒”的十分位即可。【注意事项】1.实验所用的单摆应符合理论要求,即线要细且弹性要小,摆球用密度和质量较大的小球,并且要在摆角不超过10°的情况下进行实验。2.要使单摆在竖直平面内振动,不能使其形成圆锥摆,方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放。3.测量摆长时,摆长应为悬线长与摆球半径之和。4.测单摆周期时,应从摆球通过平衡位置开始计时,并且采用倒数到0开始计时的方法,4、3、2、1、0、1、2、3…在数“0”的同时按下秒表开始计时计数。5.要注意进行多次测量,并取平均值。