实验十二探究单摆的运动课件.ppt

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1、关于实验十二探究单关于实验十二探究单关于实验十二探究单关于实验十二探究单摆的运动摆的运动摆的运动摆的运动现在学习的是第1页，共31页基础知识梳理基础知识梳理一、实验目的一、实验目的一、实验目的一、实验目的用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度现在学习的是第2页，共31页基础知识梳理基础知识梳理现在学习的是第3页，共31页基础知识梳理基础知识梳理三、实验器材三、实验器材三、实验器材三、实验器材长约长约长约长约1 m1 m的细线、带有小孔的稍重的金的细线、带有小孔的稍重的金的细线、带有小孔的稍重的金的细线、带有小孔的稍重的金属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、

2、属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒表、游标卡尺秒表、游标卡尺秒表、游标卡尺秒表、游标卡尺现在学习的是第4页，共31页基础知识梳理基础知识梳理四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤四、实验步骤1 1做单摆做单摆做单摆做单摆取约取约取约取约1 m1 m长的细丝线穿过带孔的小钢长的细丝线穿过带孔的小钢长的细丝线穿过带孔的小钢长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把球，并打一个比小孔大一些的结，然后把球，并打一个比小孔大一些的结，然后把球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把线

3、的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂外，让摆球自然下垂外，让摆球自然下垂外，让摆球自然下垂现在学习的是第5页，共31页基础知识梳理基础知识梳理现在学习的是第6页，共31页基础知识梳理基础知识梳理3测周期测周期测周期测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度将单摆从平衡位置拉开一个角度将单摆从平衡位置拉开一个角度将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于小于10)10)，然后释放小球，记下单摆摆动，然后释放小球，记下单

4、摆摆动，然后释放小球，记下单摆摆动，然后释放小球，记下单摆摆动3030次次次次5050次的总时间，算出平均每摆动一次的次的总时间，算出平均每摆动一次的次的总时间，算出平均每摆动一次的次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期反复测量三时间，即为单摆的振动周期反复测量三时间，即为单摆的振动周期反复测量三时间，即为单摆的振动周期反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值次，再算出测得周期数值的平均值次，再算出测得周期数值的平均值次，再算出测得周期数值的平均值4改变摆长，重做几次实验改变摆长，重做几次实验改变摆长，重做几次实验改变摆长，重做几次实验现在学习的是第7页，共31页基础知识梳理

5、基础知识梳理现在学习的是第8页，共31页基础知识梳理基础知识梳理图图11113 31 1现在学习的是第9页，共31页基础知识梳理基础知识梳理6 6分析与比较分析与比较分析与比较分析与比较将测得的重力加速度的值与当地的重将测得的重力加速度的值与当地的重将测得的重力加速度的值与当地的重将测得的重力加速度的值与当地的重力加速度比较，分析误差产生的原因力加速度比较，分析误差产生的原因力加速度比较，分析误差产生的原因力加速度比较，分析误差产生的原因现在学习的是第10页，共31页基础知识梳理基础知识梳理五、实验中应注意的事项五、实验中应注意的事项五、实验中应注意的事项五、实验中应注意的事项1 1测周期的方

6、法测周期的方法测周期的方法测周期的方法(1)开始计时位置：平衡位置，此处的速开始计时位置：平衡位置，此处的速开始计时位置：平衡位置，此处的速开始计时位置：平衡位置，此处的速度大，参考位置易确定，最高点位置不确定，度大，参考位置易确定，最高点位置不确定，度大，参考位置易确定，最高点位置不确定，度大，参考位置易确定，最高点位置不确定，速度小，误差大速度小，误差大速度小，误差大速度小，误差大现在学习的是第11页，共31页基础知识梳理基础知识梳理2选材料时应选择细、轻又不易伸选材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在长的线，长度一般在1 m1 m左右，小球应选左右，小球应选用密度较大的金属球，直径

7、应较小，最用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过好不超过2 cm.2 cm.3单摆摆线的上端不可随意绕在铁单摆摆线的上端不可随意绕在铁夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆球夹的杆上，应夹紧在铁夹中，以免摆球摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象4 4注意控制单摆摆动时摆线与竖直注意控制单摆摆动时摆线与竖直方向的夹角不超过方向的夹角不超过10，且摆动时，要使之，且摆动时，要使之，且摆动时，要使之，且摆动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆现在

8、学习的是第12页，共31页基础知识梳理基础知识梳理图图11113 32 2现在学习的是第13页，共31页基础知识梳理基础知识梳理六、实验误差的来源及分析六、实验误差的来源及分析六、实验误差的来源及分析六、实验误差的来源及分析1 1本实验系统误差主要来源于单摆模本实验系统误差主要来源于单摆模本实验系统误差主要来源于单摆模本实验系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即：悬点是否固定，型本身是否符合要求，即：悬点是否固定，型本身是否符合要求，即：悬点是否固定，型本身是否符合要求，即：悬点是否固定，是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，振是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，振是单摆还是复摆，球、线

9、是否符合要求，振是单摆还是复摆，球、线是否符合要求，振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等等只要注意了上测量哪段长度作为摆长等等只要注意了上测量哪段长度作为摆长等等只要注意了上测量哪段长度作为摆长等等只要注意了上述这些方面，就可以使系统误差减小到远远述这些方面，就可以使系统误差减小到远远述这些方面，就可以使系统误差减小到远远述这些方面，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小于偶然误差而可忽略不计的程度小于偶然误差而可忽略不计的程度小于偶然

10、误差而可忽略不计的程度现在学习的是第14页，共31页基础知识梳理基础知识梳理2 2本实验偶然误差主要来自时间本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期即单摆周期即单摆周期即单摆周期)的测量上，因此要注意测准的测量上，因此要注意测准时间时间(周期周期周期周期)，要从摆球通过平衡位置开始计，要从摆球通过平衡位置开始计，要从摆球通过平衡位置开始计，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，不能多时，并采用倒数计时计数的方法，不能多时，并采用倒数计时计数的方法，不能多时，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，记或漏记振动次数为了减小偶然误差，记或漏记振动次数为了减

11、小偶然误差，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应进行多次测量后取平均值应进行多次测量后取平均值应进行多次测量后取平均值现在学习的是第15页，共31页基础知识梳理基础知识梳理七、实验改进七、实验改进七、实验改进七、实验改进将单摆改为双线摆如图将单摆改为双线摆如图11113 33 3所所示，以防止单摆在摆动过程中形成圆锥示，以防止单摆在摆动过程中形成圆锥摆摆图图11113 33 3现在学习的是第16页，共31页高频考点例析高频考点例析题型一题型一 游标卡尺的读数及游标卡尺的读数及g的求的求法法例例1在在“用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”的实验中的实验中图图1111

12、3 34 4现在学习的是第17页，共31页高频考点例析高频考点例析(1)(1)实验时用实验时用2020分度的游标卡尺测量摆分度的游标卡尺测量摆分度的游标卡尺测量摆分度的游标卡尺测量摆球直径，示数如图球直径，示数如图球直径，示数如图球直径，示数如图11113 34 4甲所示，该摆球甲所示，该摆球甲所示，该摆球甲所示，该摆球的直径的直径的直径的直径d d_mm._mm.(2)(2)接着测量了摆线的长度为接着测量了摆线的长度为接着测量了摆线的长度为接着测量了摆线的长度为l l0，实验，实验时用拉力传感器测得摆线的拉力时用拉力传感器测得摆线的拉力F F随时间随时间随时间随时间t t变化的图象如图乙所示

13、，则重力加速度的变化的图象如图乙所示，则重力加速度的变化的图象如图乙所示，则重力加速度的变化的图象如图乙所示，则重力加速度的表达式为表达式为表达式为表达式为g g_(用题目中的物理量用题目中的物理量用题目中的物理量用题目中的物理量表示表示表示表示)现在学习的是第18页，共31页高频考点例析高频考点例析【解析解析解析解析】(1)(1)从游标卡尺上读出摆球从游标卡尺上读出摆球从游标卡尺上读出摆球从游标卡尺上读出摆球直径直径直径直径d d14.15 mm14.15 mm现在学习的是第19页，共31页高频考点例析高频考点例析题型二题型二 对实验操作的考查对实验操作的考查例例2在在在在“用单摆测定重力加

14、速度用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度用单摆测定重力加速度”的实验中，的实验中，的实验中，的实验中，(1)(1)测摆长时，若正确测出悬线长测摆长时，若正确测出悬线长测摆长时，若正确测出悬线长测摆长时，若正确测出悬线长l和摆和摆和摆和摆球直径球直径球直径球直径d d，则摆长为，则摆长为，则摆长为，则摆长为_；(2)测周期时，当摆球经过测周期时，当摆球经过_位位置时开始计时并计数置时开始计时并计数1 1次，测出经过该位次，测出经过该位次，测出经过该位次，测出经过该位置置置置N N次次(约约6060100100次次次次)的时间为的时间为的时间为的时间为t，则周期为，则周期为_现在学习的是第20

15、页，共31页高频考点例析高频考点例析此外，请你从下列器材中选用所需器材，此外，请你从下列器材中选用所需器材，此外，请你从下列器材中选用所需器材，此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略测出重力加速度再设计一个实验，粗略测出重力加速度再设计一个实验，粗略测出重力加速度再设计一个实验，粗略测出重力加速度g g，并，并，并，并参照示例填写下表参照示例填写下表参照示例填写下表参照示例填写下表(示例的方法不能再用示例的方法不能再用示例的方法不能再用示例的方法不能再用)A A天平天平天平天平B B刻度尺刻度尺刻度尺刻度尺C C弹簧测力弹簧测力弹簧测力弹簧测力计计计计D D电磁打点计时器电磁

16、打点计时器电磁打点计时器电磁打点计时器E带夹子的重锤带夹子的重锤带夹子的重锤带夹子的重锤F纸带纸带纸带纸带GG导线导线导线导线若干若干若干若干HH铁架台铁架台铁架台铁架台I I低压交流电源低压交流电源低压交流电源低压交流电源J低压直流电源低压直流电源低压直流电源低压直流电源KK小车小车小车小车L L螺旋测微器螺旋测微器螺旋测微器螺旋测微器MM斜面斜面斜面斜面(高度可调，粗糙程度均匀高度可调，粗糙程度均匀).).现在学习的是第21页，共31页高频考点例析高频考点例析所所选选器材器材(只填器材序号只填器材序号)简简述述实验实验方法方法(不不要求写出具体步要求写出具体步骤骤)示例示例B B、D D、

17、E E、F F、G G、H H、I I安装安装仪仪器，接通器，接通电电源，源，让纸带让纸带随重随重锤锤竖竖直下落用刻度直下落用刻度尺尺测测出所需数据，出所需数据，处处理数据，得出理数据，得出结结果果实验实验设计设计现在学习的是第22页，共31页高频考点例析高频考点例析【解析解析解析解析】本题考查用单摆测定重本题考查用单摆测定重本题考查用单摆测定重本题考查用单摆测定重力加速度的原理，摆长和周期的测定、力加速度的原理，摆长和周期的测定、力加速度的原理，摆长和周期的测定、力加速度的原理，摆长和周期的测定、仪器的选取、方法步骤等仪器的选取、方法步骤等仪器的选取、方法步骤等仪器的选取、方法步骤等现在学习

18、的是第23页，共31页高频考点例析高频考点例析现在学习的是第24页，共31页高频考点例析高频考点例析所所选选器材器材(只填只填器材序号器材序号)简简述述实验实验方法方法(不要不要求写出具体步求写出具体步骤骤)实验实验设计设计一一A A、C C、E E用用弹弹簧簧测测力力计计称出称出带夹带夹子子重重锤锤的重力大小的重力大小G G，再用，再用天平天平测测出其出其质质量量m m，则则g gG G/m m实验实验设计设计二二B B、D D、F F、G G、I I、K K、MM安装安装仪仪器，接通器，接通电电源，源，让让纸带纸带随小随小车车一起沿斜面下一起沿斜面下滑用刻度尺滑用刻度尺测测出所需数出所需数

19、据改据改变变斜面高度再斜面高度再测测一一次利用两次数据，由牛次利用两次数据，由牛顿顿第二定律算出第二定律算出结结果果现在学习的是第25页，共31页高频考点例析高频考点例析题型三题型三 数据处理和误差分析数据处理和误差分析例例3(2008(2008年高考天津年高考天津卷卷)某同学利用单摆测定某同学利用单摆测定某同学利用单摆测定某同学利用单摆测定当地重力加速度，发现单当地重力加速度，发现单当地重力加速度，发现单当地重力加速度，发现单摆静止时摆球重心在球心摆静止时摆球重心在球心摆静止时摆球重心在球心摆静止时摆球重心在球心的正下方，他仍将从悬点的正下方，他仍将从悬点的正下方，他仍将从悬点的正下方，他仍

20、将从悬点到球心的距离当作摆长到球心的距离当作摆长到球心的距离当作摆长到球心的距离当作摆长图图11113 35 5现在学习的是第26页，共31页高频考点例析高频考点例析L，通过改变摆线的长度，测得，通过改变摆线的长度，测得6 6组组L和对和对和对和对应的周期应的周期应的周期应的周期T，画出，画出，画出，画出L LT T2 2图线，然后在图线图线，然后在图线图线，然后在图线图线，然后在图线上选取上选取上选取上选取A A、B两个点，坐标如图两个点，坐标如图两个点，坐标如图两个点，坐标如图111135所所所所示他采用恰当的数据处理方法，则计算示他采用恰当的数据处理方法，则计算示他采用恰当的数据处理方法

21、，则计算示他采用恰当的数据处理方法，则计算重力加速度的表达式应为重力加速度的表达式应为重力加速度的表达式应为重力加速度的表达式应为g_._.请请你判断该同学得到的实验结果与摆球重你判断该同学得到的实验结果与摆球重心就在球心处的情况相比，将心就在球心处的情况相比，将_(填填填填“偏大偏大偏大偏大”、“偏小偏小偏小偏小”或或或或“相同相同相同相同”)现在学习的是第27页，共31页高频考点例析高频考点例析现在学习的是第28页，共31页高频考点例析高频考点例析现在学习的是第29页，共31页高频考点例析高频考点例析【方法总结方法总结】(1)利用利用利用利用LT T2 2图象可图象可以消除由于摆长引起的系统误差以消除由于摆长引起的系统误差(2)(2)用斜率求用斜率求g g时，两点的间距要尽量时，两点的间距要尽量时，两点的间距要尽量时，两点的间距要尽量大一些大一些大一些大一些现在学习的是第30页，共31页感谢大家观看现在学习的是第31页，共31页