1、實驗十三探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度過程分析導引實驗典例精析知能優化演練實驗十三探究單擺的運動、用單擺測定重力加速度基礎知識梳理基礎知識梳理實驗目的1學會用單擺測定當地的重力加速度2能正確熟練地使用秒表實驗原理實驗器材帶孔小鋼球一個、細絲線一條(長約1 m)、毫米刻度尺一把、秒表、游標卡尺、帶鐵夾的鐵架臺.過程分析導引一、實驗步驟1做單擺：選取一段1 m左右的細線，讓線的一端穿過小球上的小孔，然后打一個比小孔稍大一些的線結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，使鐵夾伸出桌面之外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標記，如圖1231所示.圖1231圖1232三、誤差分析

2、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，擺球是否可看作質點，球、線是否符合要求，擺動是圓錐擺還是在同一豎直平面內擺動以及測量哪段長度作為擺長等只要注意了上面這些問題，就可以使系統誤差減小到遠小于偶然誤差而忽略不計的程度.2偶然誤差主要來自時間(即單擺周期)的測量上，因此要注意測準時間(周期)要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒計時計數的方法，即4,3, 2,1,0,1,2，在數“零”的同時按下秒表開始計時不能多計或漏計擺動次數為了減小偶然誤差，應進行多次測量后取平均值.四、注意事項1選擇材料時應選擇細、輕又不易伸長的線,長度一般在1 m左右，小球應選用密度較大的金屬球，直

3、徑應較小，最好不超過2 cm.2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注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過10，可通過估算振幅的辦法掌握4擺球擺動時，要使之保持在同一個豎直平面內，不要形成圓錐擺5計算單擺的振動次數時，應從擺球通過最低位置時開始計時，以后擺球從同一方向通過最低位置時進行計數，且在數“零”的同時按下秒表，開始計時計數實驗典例精析題型一實驗原理的基本應用例1 某同學在做利用單擺測重力加速度的實驗中，先測得擺線長為97.50 cm，擺球直徑為2.0 cm，然后用秒表記錄了單擺振動50次所用的時間，如圖1233所示，則：圖1233

4、(1)該擺擺長為_ cm，秒表的示數為_ s.(2)如果測得的g值偏小，可能的原因是()A測擺線長時擺線拉得過緊B擺線上端懸點未固定，振動中出現松動，使擺線長度增加了C開始計時時，秒表過遲按下D實驗中誤將49次全振動次數計為50次(3)實驗中測得5種不同擺長情況下單擺的振動周期，記錄數據如下：l/m0.50.80.91.01.2T/s1.421.791.902.002.20T2/s22.023.203.614.004.84試以l為橫坐標、T2為縱坐標，作出T2l的圖像，并利用此圖像求出重力加速度圖1234【答案】(1)98.5099.7(2)B(3)圖像見解析 986 m/s2 某同學想在家里做用單擺測定重力加速度的實驗，但沒有合適的擺球，他只好找到一塊大小為3 cm左右，外形不規則的大理石塊代替小球，實驗步驟是()A石塊用細尼龍線系好，結點為M，將尼龍線的上端固定于O點B用刻度尺測量OM間尼龍線的長度L作為擺長題型二創新實驗設計例2(1)你認為該同學在以上實驗步驟中有重大錯誤的是哪些步驟？為什么？(2)該同學用OM的長作為擺長，這樣做引起的系統誤差將使重力加速度的測量值比真實值偏大還是偏小？你認為用何方法可以解決擺長無法準確測量的困難？【解析】(1)實驗步驟中有重大錯誤的是：