新课标粤教版3-4选修三15用单摆测定重力加速度1

新课标粤教版3-4选修三15用单摆测定重力加速度1内容摘要：

左右的细绳； C．直径 2cm的铅球； D．直径 2cm的铁球； E．秒表； F．时钟； G．最小刻度是厘米的直尺； H．最小刻度是 毫米的直尺； 所选器材是 ____________________________________________________________. (2) 实 验 时 对 摆 线 偏 离 竖 直 线 的 要 求 是 ___________________ ； 理 由 是_____________________________________________________________________. 解析 (1)所选器材为 A、 C、 E、 H。 (2)偏角要求小于 50。 根据本实验的原理：振 动的单摆，当摆角小于 50 时，其振动周期与摆长的平 力‘根成正比，与重力加速度的平方根成反比，而与偏角的大小 (振幅 )、摆球的质 量无关，周期公式为：gLT 2。 经变换 得224T Lg 。 因此，在实验中只要测 出单摆的摆长 L 和振动周期 T，就可以求出当地的重力 加速度 g的值，本实验 的目的是测出 g的值，而不是验证单摆的振动规律。 如果在实验中选用较短的 摆线，既会增大摆长的测量误差，又不易于保证偏角9小于 50。 摆线较长，摆角满 足小于 50的要求，单摆的振动缓慢，方便记数和记时。 所以应选 A。 摆球应尽量选 重的，所以选 C。 因为单摆振动周期丁的测量误差对重力加速度 g的影响较大，所以计时工 具应选精确度高一些的秒表。 摆长的测量误差同样对 g的影响较大，也应选精 确度较高 的 最小刻度为毫米的直尺。 (2)因为当摆球振动时，球所受的回复力 F=mgsinθ ，只有当 θ5 0时， sinθ≌θ 此摆才称为单摆，其振动才是简谐振动，周期gLT 2的关系式才成立。 【例 3】 在做 “ 用单摆测定重力加速度 ” 的实验时 ， 用 摆长 L和周期丁计算重力加速度的公式是 g=_____。 如果已知摆球直径为 ,让刻度尺的零点对准摆线的 悬点，摆线竖直下垂，如图 313示，那么单摆摆长是 _____。 如果测定了 40次全振动的时间如图 314中秒表 所示 ，那么秒表读数是 _____s。 单摆的摆动周期是 _____s。 解析这是一道考查考生观察能力和刻度尺及秒 表的读数方法的考题。 关于秒表 的读 数问题，上海市的高考题中不只一次出现过，但是学生仍不会读，主要原因是不清楚分钟 (短针 )和秒钟 (长针 )之间的关 糸。 凼此此题仍具有较强的考查功能。 本题答案为：224T Lg  ， ， ，。 单摆的摆长应 等于测量值 lcm，得到。 【例 4】 某同学在用单摆测定重力加速度的实验中，测量 5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。