实验十二 探究单摆的运动、用单摆测重力加速度
47页1、三、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,四、实验操作 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,如图实121所示 图实121,五、注意事项 1摆线要选1 m左右,不要过长或过短,太长测量不方 便,太短摆动太快,不易计数 2摆长要待悬挂好球后再测,不要先测再系小球,因为 悬挂摆球后细绳难免有伸长形变 3计算摆长时要将悬线长加上摆球半径,不要漏掉加摆 球半径 4摆球要选体积小、密度大的,不要选体积大、密度小 的,这样可以减小空气阻力的影响,7要从平衡位置计时,不要当摆球达到最高点时开始计 时,因单摆经过平衡位置时速率最大,又有标志易于观察,计时准确而单摆在最高点速率为零,在其附近速率甚小,滞留时间不易确定,引起的时间误差较大 8要准确记好摆动次数,不要多记或少记次数,六、误差分析 1本实验的系统误差主要来源于单摆模型本身是否符合 要求,即:悬点是否固定,球、线是否符合要求
2、,振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的振动等 2本实验的偶然误差主要来自时间的测量,因此,要从 摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计振动次数,例1 某实验小组在进行“用单摆测定 重力加速度”的实验中,已知单摆在摆 动过程中的摆角小于5;在测量单摆的 周期时,从单摆运动到最低点开始计时 且记数为1,到第n次经过最低点所用的 图实123 时间为t;在测量单摆的摆长时,先用毫米刻度尺测得摆球悬挂后的摆线长(从悬点到摆球的最上端)为L,再用螺旋测微器测得摆球的直径为d(读数如图实123),(1)该单摆在摆动过程中的周期为_; (2)用上述物理量的符号写出求重力加速度的一般表达式g_; (3)从图实123可知,摆球的直径为_ mm;,(4)实验结束后,某同学发现他测得的重力加速度的值总是偏大,其原因可能是下述原因中的_ A单摆的悬点未固定紧,振动中出现松动,使摆线增 长了 B把n次摆动的时间误记为(n1)次摆动的时间 C以摆线长做为摆长来计算 D以摆线长与摆球的直径之和做为摆长来计算,例2 将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h(未知)且开口向下的小筒中(单摆的下部分露于筒外),如图实124甲所
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