1、 1实验目的(1)探究单摆的运动(2)学会用单摆测重力加速度 2实验原理 3实验器材 带孔1个、线绳1条(约1 m长)、毫米刻度尺、秒表、带铁夹的铁架台小钢球游标卡尺 考点 实验过程 1实验步骤(1)做单摆 让线的一端穿过小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的结 把线的上端用铁夹固定在铁架台上并把铁架台放在实验桌边(如图所示)使铁夹伸到桌面以外，让摆球自由下垂，在单摆平衡位置处做上标记(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度，且满足摆角小于10，然后释放摆球，当单摆摆动稳定后，过平衡位置时用秒表开始计时，测量3050次全振动的时间计算出平均摆动一次的时间，即为单摆的振动周期T.l/mT/sT2
2、/s2 根据上表中数据作出图线(2)平均值法：每改变一次摆长，测量一组数据，计算一个g值多测几组，求g的平均值 3注意事项(1)为减小误差，要从摆球过平衡位置时开始计时(2)要测多次全振动的时间来计算周期(3)构成单摆的条件：细线的质量要小，弹性要小，球要选用体积小、密度大的小球，摆角不能超过10.(4)要使摆球在同一竖直面内摆动，不能形成圆锥摆(5)测摆长时应在把摆球吊起后静止时，从悬点起量到摆球的球心 4误差分析(1)系统误差：主要来源于单摆模型本身是否符合要求，即悬点是否固定，球线是否符合要求，振动是圆锥摆还是在同一竖直平面内的振动等(2)偶然误差：主要来自时间的测量上因此，要从摆球通过
3、平衡位置开始计时，不能多计或漏计振动次数(3)减小偶然误差的方法：通常采用两种方法：多次测量求平均值；图象法【案例1】(2008上海高考)在“用单摆测重力加速度”的实验中，(1)某同学的操作步骤为：a取一根细线，下端系住直径为d的金属小球，上端固定在铁架台上 b用米尺量得细线长度l c在摆线偏离竖直方向5位置释放小球 d用秒表记录小球完成n次全振动的总时间t，得到周期Tt/n 按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比_(填“偏大”“相同”或“偏小”)(2)已知单摆在任意摆角时的周期公式可近似为T 数为了用图象法验证该关系式，需要测量的物理量有_；若某同学在实验中得到了如图所示的图线，则图象中的
4、横轴表示_【解析】(1)单摆摆长为摆线长度与小球半径之和，因该同学将偏小的摆长代入公式计算，所得重力加速度的测量值偏小于实际值(2)为验证该关系式，需要测量单摆在任意摆角时的周期T，根据公式与图象的函数关系式可推导得到摆角0时横轴的截距为T0.【答案】(1)偏小(2)T(或t、n)、T(1)如果已知摆球直径为2.00 cm，让刻度尺的零点对准摆线的悬点，摆线竖直下垂，如图甲所示，那么单摆摆长是_如果测定了40次全振动的时间如图乙中秒表所示，那么秒表读数是_s单摆的摆动周期是_s.(2)如果测得的g值偏小，不可能的原因是_(填写代号)A测摆长时，忘记了摆球的半径 B摆线上端悬点未固定，振动中出现
5、松动，使摆线长度增加了 C开始计时时，秒表过早按下 D实验中误将39次全振动次数记为40次(3)某同学在实验中，测量6种不同摆长情况下单摆的振动周期，记录表格如下：以l为横坐标，T2为纵坐标，作出T2l图线，并利用此图线求重力加速度l/m 0.4 0.5 0.8 0.9 1.0 1.2T/s 1.261.421.791.902.002.20T2/s2 1.592.023.203.614.004.84【答案】(1)87.40 cm75.21.88(2)D(3)如图所示 9.86 m/s2【误区警示】本题易出现的错误是：(1)本题中测摆长时很容易将刻度尺的示数误认为摆长，而忽略了球的半径(2)在读秒表时，错误的估读，秒表是齿轮传送，不需估读(3)利用图象处理数据时，不是借助图象的斜率，而是利用数据表中的一组或两组数据，从而导致出现较大误差
