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本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。谢谢,试验：探究单摆周期与摆长关系,第十一章,机械振动,第1页,知识内容,探究单摆周期与摆长关系,考试属性,课时要求,1.探究单摆周期与摆长关系.,2.练习使用游标卡尺.,3.学会正确使用秒表.,4.学会用图象法处理试验数据.,第2页,内容索引,技能贮备,明确原理 提炼方法,题型演练,学以致用 实训演练,达标检测,检测评价 达标过关,第3页,技能贮备,第4页,1.,结构：,主尺、,(,主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪,),、游标卡尺上还有一个深度尺,.(,如图,1,所表示,),一、游标卡尺,图,1,游标尺,2.,用途：,测量厚度、长度、深度、内径、外径,.,第5页,3.,原理：,利用主尺最小分度与游标尺最小分度差值制成,.,不论游标尺上有多少个小等分刻度，它刻度部分总长度比主尺上一样多小等分刻度少,1 mm.,常见游标卡尺游标尺上小等分刻度有,10,个、,20,个、,50,个，其规格见下表：,刻度格数,(,分度,),刻度总长度,每小格与1 mm差值,准确度(可准确到),10,9 mm,0.1 mm,mm,20,19 mm,0.05 mm,mm,50,49 mm,0.02 mm,mm,0.1,0.05,0.02,第6页,4.,读数：,若用,x,表示从主尺上读出整毫米数，,K,表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐游标格数，则统计结果表示为,(,x,K,准确度,)mm.,第7页,则测出单摆,和,，即可求出当地重力加速度,.,1.,试验原理,二、探究单摆周期与摆长关系,摆长,l,周期,T,2.,试验器材,铁架台及铁夹，金属小球,(,有孔,),、秒表、细线,(1 m,左右,),、刻度尺、,_,_.,游标,卡尺,第8页,3.,试验步骤,(1),让细线穿过小球上小孔，在细线穿出端打一个稍大一些线结，制成一个单摆,.,(2),将铁夹固定在铁架台上端，铁架台放在试验桌边，把单摆上端固定在铁夹上，使摆球自由下垂,.,在单摆平衡位置处做上标识,.,(3),用刻度尺量出悬线长,l,(,准确到,mm),，用游标卡尺测出摆球直径,d,(,准确到,mm),，则摆长为,l,第9页,(4),把单摆拉开一个角度，角度小于,5,，释放摆球,.,摆球经过最低位置时，用秒表开始计时，测出单摆全振动,30,次,(,或,50,次,),时间，求出,_,_,，即为单摆振动周期,.,(5),改变摆长，重复测量几次，将数据填入表格,.,一次,全振动时间,第10页,4.,数据处理,(1),平均值法，每改变一次摆长，将对应,l,和,T,代入公式中求出,g,值，最终求出,g,平均值,.,设计以下所表示试验表格,试验次数,摆长,l,/m,周期,T,/s,重力加速度,g,/(ms,2,),重力加速度g平均值/(ms2),1,2,3,第11页,第12页,5.,注意事项,(1),选择细而不易伸长线，比如用单根尼龙丝、丝线等，长度普通不应短于,1 m,，摆球应选取密度较大金属球，直径应较小，最好不超出,2 cm.,(2),摆动时控制摆线偏离竖直方向角度应,.,(3),摆球摆动时，要使之保持在同一,，不要形成圆锥摆,.,(4),计算单摆全振动次数时，应从摆球经过,时开始计时，每当摆球从同一方向经过,时计数，要测,n,次,(,如,30,次或,50,次,),全振动时间,t,，用取平均值方法求周期,很小,竖直平面内,最低位置,最低位置,第13页,题型演练,第14页,一、试验器材与注意事项,例,1,(,浙江名校协作体高三第二学期考试,),在,“,单摆测重力加速度,”,试验中，测量周期时，秒表指针如图,2,所表示，读数为,_ s.,图,2,48.4,答案,第15页,其中悬挂最正确是图,3,中,_(,填甲、乙、丙,),，这么做目标是,_(,填选项前字母代号,).,A.,确保摆动过程中摆长不变,B.,可使周期测量得愈加准确,C.,确保摆球在同一竖直平面内摆动,例,2,(,浙江名校新高考研究联盟第三次联考,),某同学在,“,探究单摆周期与摆长关系,”,试验中，在用铁架搭建好单摆后先测量摆线长度，其过程以下：,图,3,乙,A,答案,第16页,某同学采取了如图,4,所表示方法测量摆长：,摆球直径用游标卡尺进行测量，测量方法和游标刻度如图,5,所表示，则摆球直径是,_ mm.,本单摆摆长是,_ m.(,请注意单位，本空保留四位有效数字,),图,4,图,5,14.00,14.06,0.483 0,0.484 5,答案,第17页,针对训练,(,浙江,10,月选考,24(1),在,“,探究单摆周期与摆长关系,”,试验中，测量单摆周期时，图,6,中,_(,填,“,甲,”“,乙,”,或,“,丙,”,),作为计时开始与终止位置更加好些,.,图,6,乙,答案,解析,解析,因小球经过平衡位置时速度较大，有利于计时,.,故选乙,.,第18页,二、试验数据处理,例,3,(,金华一中上学期高二第二次段考,),某同学探究单摆周期与摆长关系，他用分度值为毫米直尺测得摆线长为,89.40 cm,，用游标卡尺测得摆球直径如图,7,甲所表示，读数为,_ cm,，摆长为,_ cm.,用停表统计单摆做,30,次全振动所用时间如图,乙所表示，则停表读数为,_ s,，,图,7,2.050,57.0,90.425,答案,第19页,假如测得,g,值偏大，可能原因是,_(,填序号,).,A.,计算摆长时加是摆球直径,B.,将摆线和摆球平放在桌面上，拉直后用米尺测出摆球球心到摆线某点,O,间长度作为摆长,C.,摆线上端未牢靠系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加,(,试验过,程中先测摆长后测周期,),D.,试验中误将,30,次全振动记为,31,次,答案,解析,AD,第20页,解析,游标卡尺主尺读数为,2 cm,，游标尺上第,10,个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为,10,0.05 mm,0.50 mm,，所以最终读数为：,2 cm,0.050 cm,2.050 cm,；,由题图乙可知：秒表读数,t,57.0 s,；,计算摆长时用是摆线长加摆球直径，则摆长测量值偏大，重力加速度测量值偏大，故,A,正确；,第21页,用米尺测出摆球球心到摆线某点,O,间长度作为摆长使摆长测量值偏小，重力加速度测量值偏小，故,B,错误；,摆线上端未牢靠系于悬点，振动中出现松动，使摆线长度增加，则摆长测量值偏小，重力加速度测量值偏小，故,C,错误；,试验中误将,30,次全振动记为,31,次，则周期测量值偏小，重力加速度测量值偏大，故,D,正确,.,第22页,例,4,(,杭州高三第一学期质检,),(1),如图,8,甲所表示为小金在进行,“,探究单摆摆长和周期关系,”,试验时，用秒表统计下单摆,50,次全振动所用时间，由图可知该次试验中,50,次全振动所用时间为,_ s.,图,8,99.8,答案,第23页,(2),如图乙所表示，他组装单摆时，在摆线上端悬点处，用一块开有狭缝橡皮夹牢摆线，再用铁架台铁夹将橡皮夹紧，他这么做主要目标是,_.,A.,便于测量单摆周期,B.,确保摆动过程中摆长不变,C.,确保摆球在同一竖直平面内摆动,答案,第24页,(3),小金同学以摆线长度,(,L,),作为纵坐标，以单摆周期平方,(,T,2,),作为横坐标，作出,L,T,2,图象如图丙所表示，则其作出图线是,_(,填,“,图线,1,”,、,“,图线,2,”,或,“,图线,3,”,).,若作出图线斜率为,k,，能否依据图象得到当地重力加速度？,_.,(,若不能够，填,“,否,”,；若能够求出，则写出其表示式,).,图线,2,4,2,k,答案,第25页,达标检测,第26页,1,2,3,1.,(,试验器材与注意事项,),(,宁波,“,十校联考,”,高三第一学期期末,),在,“,用单摆测定重力加速度,”,试验中,(1),以下关于本试验办法中正确是,A.,摆角应尽可能大些,B.,摆线应适当长些,C.,摆球应选择密度较大实心金属小球,D.,用停表测量周期时，应从摆球摆至最高点时开始计时,答案,第27页,(2),用,50,分度游标卡尺测量小球直径，如图,9,所表示读数是,_ mm,，用停表统计了单摆振动,50,次所用时间如图,10,所表示，停表读数为,_ s.,答案,图,10,图,9,17.46,17.54,100.2,1,2,3,第28页,(3),考虑到单摆振动时空气浮力影响后，同学甲说：因为空气浮力与摆球重力方向相反，它对球作用相当于重力加速度变小，所以振动周期变大，乙同学说：浮力对摆球影响好像用一个轻一些摆球做试验，所以振动周期不变，这两个同学说法中,_.,A.,甲正确,B.,乙正确,C.,都错误,答案,1,2,3,第29页,(1),测单摆周期时，为减小测量误差，应,_.,A.,以平衡位置作为计时起点,B.,以最大位移处作为计时起点,C.,能够以任意位置作为计时起点,答案,2.,(,试验数据处理,),(,温州,“,十五校联合体,”,高二第一学期期末,),用单摆测定重力加速度试验装置如图,11,甲所表示,.,关于该试验，有以下步骤：,图,11,1,2,3,第30页,(2),测出摆线长,L,，小球直径,d,，及单摆完成,n,次全振动所用时间,t,，则重力,加速度,g,_.(,用,L,、,d,、,n,、,t,表示,),(3),如图,12,所表示，用游标卡尺测得小球直径为,_ mm.,图,12,20.3,答案,1,2,3,第31页,(4),某同学在试验时忘了测量小球直径，不过改变摆线长度做了屡次测量，得到多组,T,与,L,试验数据，依据这些数据，该同学能否求得当地重力加速度？,_.(,填,“,能,”,或,“,不能,”,),能,答案,1,2,3,第32页,3.,(,试验综合考查,),(,嘉兴市高二第一学期期末,),某同学用试验方法,“,探究单摆周期与摆长关系,”.,(1),组装单摆时，应在以下器材中选取,_,较为适当,A.,长度为,1 m,左右细线,B.,长度为,30 cm,左右细线,C.,直径为,1.8 cm,左右塑料球,D.,直径为,1.8 cm,左右铁球,答案,解析,解析,为减小试验误差，应选择,1 m,左右摆线，为减小空气阻力影响，摆球应选质量大而体积小金属球，所以需要试验器材是,A,、,D.,1,2,3,第33页,(2),该同学用如图,13,甲所表示仪器来测量球直径，该仪器名称是,_,，某次测量读数区如图乙所表示，该球直径为,_ mm.,答案,解析,解析,题图所表示仪器为游标卡尺，读数为：,23 mm,0.02,34 mm,23.68 mm.,图,13,游标卡尺,23.68(23.60,23.74),1,2,3,第34页,(3),用秒表测量小球屡次摆动总时间，如图,14,所表示，对应时间为,_.,解析,解析,秒表读数为：,60 s,57.4 s,117.4 s.,图,14,117.4 s,1,2,3,答案,第35页,
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