2017-2018学年高中物理科教版选修3-4:第一章 小专题研究(二) 简谐运动的多解问题
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  4.改变摆长重测周期

  将单摆的摆长变短或变长,重复实验三次,测出相应的摆长l和周期T。

  三、数据处理

  1.平均值法

  每改变一次摆长,将相应的l和T代入公式g=中求出g值,最后求出g的平均值。

  设计如表所示实验表格

实验次数 摆长l(m) 周期T(s) 加速度g(m/s2) g的平均值 1 g== 2 3   

  2.图像法

  由T=2π得T2=l作出T2-l图像,即以T2为纵轴,以l为横轴。其斜率k=,由图像的斜率即可求出重力加速度g。

  

  图1-5-2

  

  四、注意事项

  (1)实验时,摆线长度要远大于摆球直径,且摆线无明显伸缩性,另外摆球要选取密度大且质量分布均匀的钢球。

  (2)单摆摆球应在竖直平面内摆动,且摆角应小于5°。

  (3)测摆长l时,应为悬点到球重心的距离,球质量分布均匀时等于摆线长加上小球半径。

  (4)应从摆球经过平衡位置时开始计时,以摆球从同一方向通过平衡位置时计数。

  (5)适当增加全振动的测量次数,以减小测量周期的误差,一般30~50次即可。

  五、误差分析

  (1)测摆长l时只测量出细线长,没有加上小球的半径,使得所测摆长偏小,g的测量值偏小。

  

  (2)测摆动周期时,将N次全振动误记为N+1次全振动,使所测周期偏小,g的测量值偏大。

(3)实验时,摆角较大,使得摆动实际周期与2π有偏差。