2018-2019学年教科版选修3-4 外力作用下的振动 学案
2018-2019学年教科版选修3-4   外力作用下的振动  学案第4页

 (1)平均值法:每改变一次摆长,将相应的和代入公式中,求出值,并最后求出的平均值.

(2)图像法:由,得,作出图像,即以为纵轴,以为横轴.其斜率,由图像的斜率即可求出重力加速度.

3.实验注意事项

(1)选择材料时应选择细而不易伸长的线,比如用单根尼龙丝、丝线等,长度一般不应短于,小球应选用密度较大的金属球,直径应较小,最好不超过.

(2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁夹的杆上,应夹紧在铁夹中,以免摆动时发生摆线下滑、摆长改变的现象.

(3)注意摆动时控制摆线偏离竖直方向不太大,可通过估算振幅的办法掌握.

(4)摆球摆动时,要使之保持在同一个竖直平面内,不要形成圆锥摆.

(5)计算单摆的振动次数时,应以摆球通过最低位置时开始计时为好,以后摆球应从同一方向通过最低点时计数,要多测几次(如次或次)全振动的时间,用取平均值的办法求周期.

4.误差的分析

(1)本实验系统误差主要 于单摆模型本身是否符合要求.即:悬点是否固定,是单摆还是复摆.球、线是否符合要求,振动是圆锥摆还是同一竖直平面内的振动以及测量哪段长度作为摆长等等.只要注意了上面这些方面,就可以使系统误差减小到远远小于偶然误差,达到忽略不计的程度.

(2)本实验偶然误差主要来自时间(即单摆周期)的测量上.因此,要注意测准时间(周期),要从摆球通过平衡位置开始计时,并采用倒数计时计数的方法,不能多记或漏记振动次数.为了减小偶然误差,进行多次测量后取平均值.

(3)本实验中长度(摆线长、摆球的直径)的测量时,读数读到毫米位即可(即使用游标卡尺测摆球直径也只需读到毫米位),时间的测量中,秒表读数的有效数字的末位在"秒"的十分位即可,秒表读数不需要估读.

5.其他测重力加速度的方法

(1)滴水法测重力加速度.滴水法测重力加速度的过程是这样的:让水龙头的水一滴一滴地滴在其正下方的盘子里,调整盘子的高度,让前一滴水滴到盘子时后一滴恰好离开水龙头,测出几滴水落到盘子中的总时间,用刻度尺量出水龙头到盘子的高度差,即可算出重力加速度.

这种实验方法简单易行,只是在操作上有些麻烦,比如在处理让前一滴水滴到盘子时后一滴水恰好离开水龙头,仅凭人眼大致判断有点难度.由于水滴下落的时间很短,为减少误差,应测几十滴水的总下落时间再算一滴水下落的时间,这也是累计法的运用.

(2)用验证机械能守恒定律的实验装置测重力加速度:用,为减少误差,除去前面几个点,从后面点迹清楚稳定的计时点中取两点,量出下落高度和算出两点的速度,不必测质量.

此方法仪器现成,学生对实验装置熟悉,原理清楚,主要的实验误差是纸带与限位孔间的摩擦造成的,可通过增加所挂物体的质量来减少误差.

(3)利用平抛物体的实验装置测重力加速度:在画好平抛曲线的坐标纸上,先求出初速度,再依次取个水平等间隔的点,算出它们的时间间隔,量出它们在竖直方向上的位移,用匀变速直线运