2020版高考物理教科版大一轮复习讲义:第十四章 实验十四 探究单摆的运动、用单摆测定重力加速度 Word版含解析
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(5)根据单摆周期公式T=2π,计算当地的重力加速度g=.

(6)改变摆长,重做几次实验,计算出每次实验的重力加速度值,求出它们的平均值,该平均值即为当地的重力加速度值.

(7)将测得的重力加速度值与当地的重力加速度值相比较,分析产生误差的可能原因.

1.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5°.

(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平衡位置时计数1次.

(4)本实验可以采用图像法来处理数据.即用纵轴表示摆长l,用横轴表示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方法.

2.数据处理

处理数据有两种方法:

(1)公式法:测出30次或50次全振动的时间t,利用T=求出周期;不改变摆长,反复测量三次,算出三次测得的周期的平均值,然后利用公式g=求重力加速度.

(2)图像法:由单摆周期公式不难推出:l=T2,因此,分别测出一系列摆长l对应的周期T,作l-T2的图像,图像应是一条通过原点的直线,如图2所示,求出图线的斜率k=,即可利用g=4π2k求重力加速度.

图2

3.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