2013優化方案物理：第11章實驗：用單擺測定重力加速度課件（人教版選修3-4）實驗：用單擺測定重力加速度課前自主學案核心要點突破課堂互動講練課標定位知能優化訓練

實驗：用單擺測定重力加速度課標定位學習目標：1.明確實驗目的，理解實驗原理；通過實驗，探究單擺的周期與擺長及重力加速度的關系．2．學會使用秒表，掌握實驗步驟，并能正確進行實驗操作．重點難點：1.實驗原理的理解．2．實驗數據的處理．課前自主學案一、實驗目的1．利用單擺測定當地的重力加速度．2．鞏固和加深對單擺周期公式的理解．擺長l周期T三、實驗器材長約1m的細線、稍重的帶孔小鐵球1個、帶有鐵夾的鐵架臺1個、米尺1把、秒表1塊、游標卡尺．四、實驗步驟1．讓線的一端穿過小球的小孔，然后打一個線結，做成單擺，如圖11－6－1所示．2．把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸到桌面以外，讓擺球自然下垂，在單擺平衡位置處做上標記．圖11－6－1(T1＋T2＋T3)/36．改變擺長，重做幾次實驗，計算出每次實驗測出的重力加速度值，求出它們的平均值，即為當地的重力加速度值．7．將測得的重力加速度值與當地重力加速度值相比較，分析產生誤差的可能原因，若誤差很大，應重新做實驗．8．整理器材．核心要點突破圖11－6－2圖11－6－3當漏測r時，相當于以擺線長l′為擺長l.這時，T2＝k′l＝k′(l′＋r)，從數學知識可得，這時的圖線斜率不變，可將原圖線a向左平移r，就得漏測r后的圖線c，其橫截距的物理意義即為半徑r.同理，當多加r時，圖線為b.二、誤差分析1．系統誤差：主要來源于單擺模型本身是否符合要求，即懸點是否固定，球、線是否符合要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內振動以及測量哪段長度作為擺長等等．2．偶然誤差：主要來自時間(即單擺周期)的測量上．擺球通過平衡位置開始計時，不能多記或漏記振動次數．為了減小偶然誤差，應進行多次測量取平均值．3．本實驗中長度(擺線長、擺球的直徑)的測量時，讀數讀到毫米位即可(即使用卡尺測擺球直徑也只需保留到毫米位)．時間的測量中，秒表讀數的有效數字的末位在“秒”的十分位即可．三、注意事項1．構成單擺的條件：擺線應選擇細且不易伸長的線，擺球應選擇體積小、密度大的小球，且擺角不能超過10°.2．固定懸點：單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上，應夾緊在鐵夾中，以免擺動時發生擺線下滑，擺長改變的現象．3．擺動方法：要使擺球在同一豎直面內擺動，不能形成圓錐擺，方法是將擺球拉到一定位置后由靜止釋放．4．測擺長：擺長應是懸點到球心的距離，等于擺線長加上小球半徑．課堂互動講練類型一對實驗器材、實驗原理、注意事項的考查

(1)在用單擺測定重力加速度的實驗中，應選用的器材為________．A．1米長細線 B．1米長粗線C．10厘米細線

D．泡沫塑料小球E．小鐵球

F．1/10秒刻度秒表G．時鐘

H．厘米刻度米尺I．毫米刻度米尺例1(2)在該實驗中，單擺的擺角φ應________，從擺球經過________開始計時，測出n次全振動的時間為t，用毫米刻度尺測出擺線長為L，用游標卡尺測出擺球的直徑為d.用上述物理量的符號寫出測出的重力加速度的一般表達式為g＝________.【精講精析】

(1)做擺長的細線要用不易伸長的輕線，一般不應短于1米，選A；小球應是密度較大，直徑較小的金屬球，選E；計時儀器宜選用秒表F；測擺長應該用毫米刻度米尺I.例2

下表是用單擺測定重力加速度實驗中獲得的有關數據：類型二實驗數據的獲取及處理擺長l(m)0.40.50.60.81.01.2周期T2(s2)1.62.22.43.24.04.8(1)利用上述數據，在如圖11－6－4所示的坐標中描出l-T2圖象．圖11－6－4(2)利用圖象，求T2＝5.2s2時，l＝________m，重力加速度g＝________m/s2.【思路點撥】描點作出圖象，求出圖象的斜率，根據斜率求出l和g.【精講精析】

(1)利用描點法畫出圖象如圖11－6－5所示．圖11－6－5【答案】

(1)見精講精析(2)1.3

9.86【題后反思】用圖象法處理數據