学案5　学生实验：用单摆测定重力加速度

[学习目标定位]　1.掌握用单摆测定重力加速度的原理和方法.2.体会单摆做简谐运动的条件．

1．单摆在偏角很小时的振动为简谐运动，其周期为T＝2π.

1．实验目的：用单摆测定当地的重力加速度．

2．实验器材：长约1_m的细线、有小孔的摆球两个、带铁夹的铁架台、游标卡尺、米尺、停表．

3．实验原理

根据单摆的周期公式可得g＝，只要测得摆长l和单摆的周期T，便可测定重力加速度g的值．

1．原理：测出摆长l、周期T，代入公式g＝，求出重力加速度．

2．器材：铁架台及铁夹，金属小球(有孔)、停表、细线(1 m左右)、刻度尺、游标卡尺．

3．实验步骤

(1)让细线穿过球上的小孔，在细线的穿出端打一个稍大一些的线结，制成一个单摆．

(2)将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在实验桌边，使铁夹伸出桌面之外，然后把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂．在单摆平衡位置处做上标记．

(3)用刻度尺量出悬线长l′(准确到mm)，用游标卡尺测出摆球的直径d(准确到mm)，然后计算出悬点到球心的距离l＝l′＋即为摆长．

(4)把此单摆从平衡位置拉开一个角度，并使这个角度不大于5°，再释放小球．当摆球摆动稳定以后，经过最低位置时，用停表开始计时，测量单摆全振动30次(或50次)的时间，求出一次全振动的时间，即单摆的振动周期．

(5)改变摆长，反复测量几次，将数据填入表格．

4．数据处理

方法一：将每次测出的周期T及测得的摆长l代入公式g＝，求出重力加速度的值，然后求g的平均值．

方法二：先通过简单的数据分析，对周期T与摆长l的定量关系做出猜测，例如可能是T∝l