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1、返回返回返回三、三、实验器材器材 带孔小孔小钢球一个、球一个、细丝线一条一条(长约1 m)、毫米刻度、毫米刻度尺一把、秒表、游尺一把、秒表、游标卡尺、卡尺、带铁夹的的铁架台。架台。四、四、实验步步骤1做做单摆 取取约1 m长的的电热丝细丝线穿穿过带孔的小孔的小钢球,并打球,并打一个比一个比 小孔大一些的小孔大一些的结,然后把,然后把电热丝线的另一端用的另一端用铁夹固定固定在在铁 架台上,并把架台上,并把铁架台放在架台放在实验桌桌边,使,使铁夹伸到桌面伸到桌面 以外,以外,让摆球自然下垂。球自然下垂。返回返回返回返回六、注意事六、注意事项(1)选择材料材料时应选择细、轻又不易伸又不易伸长的的线,
2、长度一般在度一般在1 m左右,小球左右,小球应选用密度用密度较大的金属球,直径大的金属球,直径应较小,小,最好不超最好不超过2 cm。(2)单摆悬线的上端不可随意卷在的上端不可随意卷在铁夹的杆上,的杆上,电热管管应夹紧在在铁夹中,以免中,以免绞龙摆动时发生生摆线下滑、下滑、摆长改改变的的现象。象。(3)注意注意摆动时控制控制摆线偏离偏离竖直方向不超直方向不超过10。可通。可通过估算振幅的估算振幅的办法掌握。法掌握。返回(4)摆球振球振动时,要使之保持在同一个,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形直平面内,不要形成成圆锥摆。(5)计算算单摆的振的振动次数次数时,应从从摆球通球通过最低位置最低位置
3、时开始开始计时,为便于便于计时,可在,可在摆球平衡位置的正下方作一球平衡位置的正下方作一标记。以后。以后摆球每次从同一方向通球每次从同一方向通过最低位置最低位置时进行行计数,数,且在数且在数“零零”的同的同时按下秒表,开始按下秒表,开始计时计数。数。返回七、七、误差分析差分析1系系统误差差主要来源于主要来源于电加加热管管单摆模型本身是否符合要求。即:模型本身是否符合要求。即:悬点是否固定,点是否固定,摆球是否可看做球是否可看做质点,球、点,球、线是否符是否符合要求,合要求,摆动是是圆锥摆还是在同一是在同一竖直平面内振直平面内振动以以及及测量哪段量哪段长度作度作为摆长等。只要注意了上面等。只要注
4、意了上面这些些问题,就可以使系,就可以使系统误差减小到差减小到远小于偶然小于偶然误差而达到差而达到忽略不忽略不计的程度。的程度。返回2偶然偶然误差差主要来自主要来自时间(即即单摆周期周期)的的测量上。因此,要注意量上。因此,要注意测准准时间(周期周期)要从要从摆球通球通过平衡位置开始平衡位置开始计时,并采,并采用倒用倒计时计数的方法,即数的方法,即4,3,2,1,0,1,2,在数在数“零零”的的同同时按下秒表开始按下秒表开始计时。不能多。不能多计或漏或漏计振振动次数。次数。为了减小偶然了减小偶然误差,差,应进行多次行多次测量后取平均量后取平均值。返回返回例例1某同学在做某同学在做“利用利用单摆
5、测重力加速度重力加速度”的的实验时,先先测得得摆线长为101.00 cm,摆球直径球直径为2.00 cm,然后用,然后用秒表秒表记录了了单摆振振动50次所用的次所用的时间为101.5 s,则(1)他他测得的重力加速度得的重力加速度g_m/s2。(2)他他测得的得的g值偏小,可能的原因是偏小,可能的原因是_。返回A测摆线长时摆线拉得拉得过紧B摆线上端未牢固地系于上端未牢固地系于悬点,振点,振动中出中出现松松动,使,使摆线长度增加了度增加了C开始开始计时时,秒表,秒表过迟按下按下D实验中中误将将49次全振次全振动数数为50次次返回(3)为了提高了提高实验精度,在精度,在实验中可改中可改变几次几次摆
6、长l并并测出出相相应的周期的周期T,从而得出一,从而得出一组对应的的l与与T的数据,再以的数据,再以l为横坐横坐标、T2为纵坐坐标将所得数据将所得数据连成直成直线,并求得,并求得该直直线的斜率的斜率k。则重力加速度重力加速度g_。(用用k表示表示)返回返回返回例例2将一将一单摆装置装置竖直直悬挂于某一深度挂于某一深度为h(未知未知)且开且开口向下的小筒中口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外的下部分露于筒外),如,如图实132甲所示,将甲所示,将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止拉离平衡位置一个小角度后由静止释放,放,设单摆摆动过程中程中悬线不会碰到筒壁,如果本不会碰到筒壁,如果本实验的的长度度
7、测量工具只能量工具只能测量出筒的下端口到量出筒的下端口到摆球球心的距离球球心的距离L,并通并通过改改变L而而测出出对应的的摆动周期周期T,再以,再以T2为纵轴、L为横横轴作出函数关系作出函数关系图像,那么就可以通像,那么就可以通过此此图像得出像得出小筒的深度小筒的深度h和当地的重力加速度和当地的重力加速度g。返回图实132返回(1)现有如下有如下测量工具:量工具:A.时钟;B.秒表;秒表;C.天平;天平;D.毫米毫米刻度尺。本刻度尺。本实验所需的所需的测量工具有量工具有_;(2)如果如果实验中所得到的中所得到的T2L关系关系图像如像如图实132乙所乙所示,那么真正的示,那么真正的图像像应该是是a、b、c中的中的_;(3)由由图像可知,小筒的深度像可知,小筒的深度h_m;当地的重力;当地的重力加速度加速度g_m/s2。返回返回(3)将将T20,L30 cm代入上式可得:代入上式可得:h30 cm0.3 m;将将T21.20,L0代入上式可求得:代入上式可求得:g2 m/s29.86 m/s2。答案答案(1)BD(2)a(3)0.39.86返回点点点点击击此此此此图图片片片片进进入入入入 “ “ “ “课课下知能提升下知能提升下知能提升下知能提升”