实验 13 用单摆测重力加速度(1)探究单摆的运动规律
(2)利用单摆的周期公式测定重力加速度
由单摆的周期公式 T=2π,可得出 g=l,测出单摆的摆长 l 和振动周期 T,就可求出当地的重力加速度 g
单摆,游标卡尺,毫米刻度尺,停表
(1)做单摆:取约 1 m 长的细丝线穿过带中心孔的小钢球,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,让摆球自然下垂,如图所示
(2)测摆长:用毫米刻度尺量出摆线长 L(精确到毫米),用游标卡尺测出小球直径D,则单摆的摆长 l=L+
(3)测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于 5°),然后释放小球,记下单摆摆动 30~50 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
(4)改变摆长,重做几次实验
公式法将几次测得的周期 T 和摆长 l 分别代入关系式 g=,算出各组数据对应的重力加速度 g的值,再算出 g 的平均值,即为当地的重力加速度的值
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
项目产生原因减小方法偶然误差测量时间(单摆周期)及摆长时产生误差(1)多次测量求平均值
(2)计时从单摆经过平衡位置时开始系统主要来源于单摆模型本身(1)摆球要选体积小,密度大的
误差(2)最大摆角要小于等于 5°(1)选用 1 m 左右的细线
(2)悬线顶端不能晃动,需用夹子夹住,保证顶点固定
(3)小球在同一竖直面内摆动,且摆角小于等于 5°
(4)选择在摆球摆到平衡位置处开始计时,并数准全振动的次数
(5)小球自然下垂时,用毫米刻度尺量出悬线长 l′,用游标卡尺测量小球的直径,然后算出摆球的半径 r,则摆长 l=l′+r
考点一 教材原型实验 (2019·北京海淀