重力加速度的几种测量方法.ppt

重力加速度的几种测量方法方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量将已知质量为将已知质量为m的钩码挂在弹簧秤下，平的钩码挂在弹簧秤下，平衡后，读数为衡后，读数为G.利用公式利用公式G=mg得得g=G/m.•方法二、方法二、打点计时器法打点计时器法•(1)按如按如图所示所示连接好接好实验装置，装置，让重重锤做自做自由落体运由落体运动，与重，与重锤相相连的的纸带上便会被打上便会被打点点计时器打出一系列点迹器打出一系列点迹•(2)对纸带上上计数点数点间的距离的距离h进行行测量，利量，利用用hn－－hn－－1＝＝gT2，求出重力加速度的大小求出重力加速度的大小例1、某同学用如下某同学用如下图甲所示甲所示装置装置测量重力加速度量重力加速度g，所用交流，所用交流电频率率为50Hz在所选纸带上取某上取某点点为0号号计数点，然后每数点，然后每3个点取一个点取一个个计数点，所有数点，所有测量数据及其量数据及其标记符号如下符号如下图乙所示•从数据从数据处理方法看，在理方法看，在s1、、s2、、s3、、s4、、s5、、s6中，中，对实验结果起作用的，方法一中有果起作用的，方法一中有________________；方法二中有；方法二中有________________。

因此，因此，选择________________(“方法一方法一”或或“方法二方法二”)更合理，更合理，这样可以减小可以减小实验的的________________(填填“系系统”或或“偶然偶然”)误差本实验误差的差的主要来源有主要来源有________________(试举出两条出两条)，并，并计算物体算物体经过第第4点的瞬点的瞬时速度速度v4＝＝__________________m/s；重力加速；重力加速度度g＝＝________________m/s2•解析：解析：方法一：中方法一：中g1、、g2、、g3、、g4、、g5相加后，相加后，s2、、s3、、s4、、s5相互抵消，只有相互抵消，只有s1、、s6(或或37.5、、193.5)起作用方法二中起作用方法二中数据数据s1、、s2、、s3、、s4、、s5、、s6(或或37.5、、69.0、、100.5、、131.5、、163.0、、193.5)都用上了，所以选择方法二更合理这是由都用上了，所以选择方法二更合理这是由于计算方法不当所带来的误差，是偶然误差于计算方法不当所带来的误差，是偶然误差•本实验中误差的来源很多，主要有：阻力本实验中误差的来源很多，主要有：阻力(空气阻力、振针空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率波、交流电频率波动、长度测量、数据处理方法等。

动、长度测量、数据处理方法等方法三、频闪照相法方法三、频闪照相法•       例例2、、频闪摄影是研究影是研究变速运速运动常用的常用的实验手段，在暗室中，照相机的快手段，在暗室中，照相机的快门处于常开状于常开状态，，频闪仪每隔一定每隔一定时间发出一次短出一次短暂的的强强烈烈闪光，光，照亮运照亮运动的物体，于是胶片上的物体，于是胶片上记录了物体在几个了物体在几个闪光光时刻的位置右刻的位置右图是小球自由下落是小球自由下落时的的频闪照片的一部分，如果通照片的一部分，如果通过这幅照片幅照片测量自由落体量自由落体加速度加速度约为10.00m/s2则频闪仪每隔每隔_______s闪光一次小球在光一次小球在图片中最上方的位置片中最上方的位置时具有的具有的速度速度为____m/s计算算结果小数点后保留两位果小数点后保留两位)方法四、滴水法方法四、滴水法  例例3、用滴水法可以测定重力加速度的值，、用滴水法可以测定重力加速度的值，          在自来水龙头下面固定一挡板，如图在自来水龙头下面固定一挡板，如图B-1所所示，仔细调节水龙头，使得前一个水滴滴在挡板示，仔细调节水龙头，使得前一个水滴滴在挡板上的同时，下一个水滴刚好开始下落上的同时，下一个水滴刚好开始下落.首先量出水首先量出水龙头口离挡板的高度龙头口离挡板的高度h，再用秒表计时，计时的方，再用秒表计时，计时的方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到，以后每听到一一滴水声，依次数滴水声，依次数“2、、3、、4……”，一直数到，一直数到“n”时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的读数时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的读数t.（（1）写出用上述方法测量重力加速度）写出用上述方法测量重力加速度g的表达式的表达式g=____________；；（（2）为了减小误差，改变）为了减小误差，改变h的数值，测出多组数的数值，测出多组数据，记录在表格中（表格中的据，记录在表格中（表格中的t是水滴从水龙头口是水滴从水龙头口到挡板所用的时间，即水滴在空中运动的时到挡板所用的时间，即水滴在空中运动的时间），请在图间），请在图B-2所示的坐标纸中作出适当的图所示的坐标纸中作出适当的图象，并利用图象求出重力加速度的值象，并利用图象求出重力加速度的值g=___________.（要求保留两位有效数字）（要求保留两位有效数字）•【【试题分析试题分析】】（（1）滴水的周期就是水滴自由下落的时间，所以）滴水的周期就是水滴自由下落的时间，所以T=           ，，                                              ;•（（2）描点作图，图象为一直线（图略））描点作图，图象为一直线（图略）.求出斜求出斜率率k，，g=2k解得解得g=9.8m/s2. •变式式1．．(2013·江江苏物理，物理，11)某某兴趣小趣小组利用自由落体运利用自由落体运动测定重力加速度，定重力加速度，实验装置如装置如图所示，所示，倾斜的球槽中放有若斜的球槽中放有若干个小干个小铁球，球，闭合开关合开关K，，电磁磁铁吸住第吸住第1个小球，手个小球，手动敲敲击弹性金属片性金属片M，，M与触与触头瞬瞬间分开，第分开，第1个小球开始下落，个小球开始下落，M迅速恢复，迅速恢复，电磁磁铁又吸住第又吸住第2个小球。

当第个小球当第1个小球撞个小球撞击M时，，M与触与触头分开，第分开，第2个小球开始下落个小球开始下落……，，这样，就可，就可测出多个小球下落的出多个小球下落的总时间•(1)在在实验中，下列做法正确的有中，下列做法正确的有________________•A．．电路中的路中的电源只能源只能选用交流用交流电源源•B．．实验前前应将将M调整到整到电磁磁铁的正下方的正下方•C．用直尺．用直尺测量量电磁磁铁下端到下端到M的的竖直距离直距离为小球下落的高度小球下落的高度•D．手．手动敲敲击M的同的同时按下秒表开始按下秒表开始计时•(2)实验测得小球下落的高度得小球下落的高度H＝＝1.980m,10个小球下落的个小球下落的总时间T＝＝6.5s可求出重力加速度可求出重力加速度g＝＝_______m/s2结果保留两果保留两位有效数字位有效数字)•(3)在不增加在不增加实验器材的情况下，器材的情况下，•请提出减小提出减小实验误差的两个差的两个办法•答案：答案：(1)BD　　(2)9.4•(3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值其他答案只要合理即可其他答案只要合理即可)          例例1、某同学用光电门和数字计时、某同学用光电门和数字计时器测量自由落体的重力加速度，实验装器测量自由落体的重力加速度，实验装置如图所示：置如图所示：①①将光电门将光电门A、、B和电磁铁安装在支架和电磁铁安装在支架上，调整它们的位置使三者在一条竖直上，调整它们的位置使三者在一条竖直线内．当电磁铁断电释放小球后，小球线内．当电磁铁断电释放小球后，小球能顺利通过两个光电门．能顺利通过两个光电门． ②②实验时先接通电磁铁电源吸住小球，实验时先接通电磁铁电源吸住小球，再切断电磁铁电源，小球落下，此时计再切断电磁铁电源，小球落下，此时计时器显示的时间即为小球做自由落体运时器显示的时间即为小球做自由落体运动通过两光电门动通过两光电门A、、B的时间的时间TA、、TB．．③③测出从小球下落过程中从光电门测出从小球下落过程中从光电门A到光到光电门电门B的距离的距离h及小球的直径及小球的直径D,则小球则小球通过光电门通过光电门A时的速度为时的速度为      ，当地重，当地重力加速度力加速度g的表达式是的表达式是                  （用（用已知量和测量量表示）．已知量和测量量表示）． 方法五、光电门法方法五、光电门法•试题分析：小球通过光电门时由于速度较大，光试题分析：小球通过光电门时由于速度较大，光电门较小，可认为小球匀速通过，所以速度为电门较小，可认为小球匀速通过，所以速度为    ，由运动学公式，由运动学公式                         可知可知•例例2、如图甲所示，是、如图甲所示，是“工工”形挡光片通过一个光电门测形挡光片通过一个光电门测重力加速度的装置．如图乙所示，重力加速度的装置．如图乙所示，“工工”形挡光片上下两形挡光片上下两叉的宽度都为叉的宽度都为d，两挡光片前沿间的距离为，两挡光片前沿间的距离为L，实验中光电，实验中光电门测出门测出“工工”形挡光片下叉通过它的挡光时间为形挡光片下叉通过它的挡光时间为t1、上叉、上叉通过它的挡光时间为通过它的挡光时间为t2．若将挡光片通过光电门的平均速．若将挡光片通过光电门的平均速度作为挡光片度作为挡光片•两前沿通过光电门时的瞬间速度，请回答：两前沿通过光电门时的瞬间速度，请回答：•测量重力加速度的表达式为测量重力加速度的表达式为g=。