高中物理 第十一章 机械振动 实验：探究单摆周期与摆长的关系教案 新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理教案

实验：探究单摆周期与摆长的关系知识内容选考要求课时要求探究单摆周期与摆长的关系√1.探究单摆周期与摆长的关系．2．练习使用游标卡尺．3．学会正确使用秒表．4．学会用图象法处理实验数据.一、游标卡尺1．构造：主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺．(如图 1 所示)图 12．用途：测量厚度、长度、深度、内径、外径．3．原理：利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成．不管游标尺上有多少个小等分刻度，它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有 10 个的、20 个的、50 个的，其规格见下表：刻度格数(分度)刻度总长度每小格与1mm 的差值精确度(可精确到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm4．读数：若用 x 表示从主尺上读出的整毫米数，K 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标的格数，则记录结果表示为(x＋K×精确度)mm.二、探究单摆周期与摆长的关系1．实验原理由 T＝2π，得 g＝，则测出单摆的摆长 l 和周期 T ，即可求出当地的重力加速度．2．实验器材铁架台及铁夹，金属小球(有孔)、秒表、细线(1m 左右)、刻度尺、游标卡尺．3．实验步骤(1)让细线穿过小球上的小孔，在细线的穿出端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆．(2)将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂．在单摆平衡位置处做上标记．(3)用刻度尺量出悬线长 l′(准确到 mm)，用游标卡尺测出摆球的直径 d(准确到 mm)，则摆长为 l＝l′＋.(4)把单摆拉开一个角度，角度不大于 5°，释放摆球．摆球经过最低位置时，用秒表开始计时，测出单摆全振动 30 次(或 50 次)的时间，求出一次全振动的时间，即为单摆的振动周期．(5)改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格．4．数据处理(1)平均值法：每改变一次摆长，将相应的 l 和 T 代入公式中求出 g 值，最后求出 g 的平均值．设计如下所示实验表格实验次数摆长 l/m周期 T/s重力加速度 g/(m·s－2)重力加速度 g 的平均值/(m·s－2)1g＝23(2)图象法：由 T＝2π 得 T2＝l，作出 T2－l 图象，即以 T2为纵轴，以 l 为横轴．其斜率 k＝，由图象的斜率即可求出重力加速度 g.5．注意事项(1)选择细而不易伸长的线，比如用单根尼龙丝、丝线等，长度一般不应短于 1m，摆球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最...