图1图2源于名校,成就所托标准教案12.5用单摆测定当地的重力加速度高考对应考点:1、用单摆测定重力加速度(学生实验)(学习水平B)课时目标:1、理解单摆的振动规律和周期公式,学会灵活运用重点难点:1、数据的图像处理知识精要:[实验目的]用单摆测定当地的重力加速度.[实验原理]当单摆偏角很小时(α<10°),单摆的运动为简谐运动,根据单摆周期T=2π得g=,因此,只需测出摆长l和周期T,便可测定g.[实验器材]中心有小孔的金属小球、长约1米的细线、铁架台(带铁夹)、刻度尺、秒表、游标卡尺.[实验步骤]1.实验步骤(1)做单摆:让细线的一端穿过小球的小孔,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,并把铁架台放实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂,且在单摆平衡位置处做标记,如图1所示.(2)测摆长:用米尺量出摆线长l′,精确到毫米,用游标卡尺测出小球的直径D,也精确到毫米,则单摆长l=l′+.(3)测周期:将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°),然后释放小球,记下单摆做30~50次全振动的总时间,算出平均每次全振动的时间,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.(4)改变摆长,重做几次实验.2.数据处理(1)公式法:利用多次测得的单摆周期及对应摆长,借助公式g=求出加速度g,然后算出g的平均值.(2)图象法:由公式g=,分别测出一系列摆长l对应的周期T,作出l-T2的图象,如图2所示,图象应是一条通过原点的直线,求出图线的斜率k,即可求得g值.g=4π2k,k==.[注意事项]1.构成单摆的条件:细线的质量要小,弹性要小,选用体积小、密度大的小球,摆角不超过110°.2.要使摆球在同一竖直面内摆动,不能形成圆锥摆,方法是将摆球拉到一定位置后由静止释放.3.测周期的方法:(1)要从摆球过平衡位置时开始计时.因为此处速度大、计时误差小,而最高点速度小、计时误差大.(2)要测多次全振动的时间来计算周期.如在摆球过平衡位置时开始计时,且在数“零”的同时按下秒表,以后每当摆球从同一方向通过最低位置时计数1次.4.本实验可以采用图象法来处理数据.即用横轴表示摆长l,用纵轴表示T2,将实验所得数据在坐标平面上标出,应该得到一条倾斜直线,直线的斜率k=.这是在众多的实验中经常采用的科学处理数据的重要办法.5.误差分析1.系统误差的主要来源:悬点不固定,球、线不符合要求,振动是圆锥摆而不是在同一竖直平面内的振动等.2.偶然误差主要来自时...