重力加速度的几种测量方法.pptx

重力加速度的几种测量方法方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量将已知质量为将已知质量为m的钩码挂在弹簧秤下，平的钩码挂在弹簧秤下，平衡后，读数为衡后，读数为G.利用公式利用公式G=mg得得g=G/m.方法二、方法二、打点计时器法打点计时器法(1)按如图所示连接好实验装置，让重锤做自按如图所示连接好实验装置，让重锤做自由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打由落体运动，与重锤相连的纸带上便会被打点计时器打出一系列点迹。点计时器打出一系列点迹。(2)对纸带上计数点间的距离对纸带上计数点间的距离h进行测量，利进行测量，利用用hnhn1gT2，求出重力加速度的大小。，求出重力加速度的大小。例1、某同学用如下图甲所示某同学用如下图甲所示装置测量重力加速度装置测量重力加速度g，所用交流，所用交流电频率为电频率为50Hz。在所选纸带上取某。在所选纸带上取某点为点为0号计数点，然后每号计数点，然后每3个点取一个点取一个计数点，所有测量数据及其标记个计数点，所有测量数据及其标记符号如下图乙所示。符号如下图乙所示。从数据处理方法看，在从数据处理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，对实验中，对实验结果起作用的，方法一中有结果起作用的，方法一中有_；方法二中；方法二中有有_。因此，选择。因此，选择_(“方法一方法一”或或“方法二方法二”)更合理，这样可以减小实验的更合理，这样可以减小实验的_(填填“系统系统”或或“偶然偶然”)误差。本实验误差。本实验误差的主要来源有误差的主要来源有_(试举出两条试举出两条)，并计，并计算物体经过第算物体经过第4点的瞬时速度点的瞬时速度v4_m/s；重力加速度；重力加速度g_m/s2。解析：解析：方法一：中方法一：中g1、g2、g3、g4、g5相加后，相加后，s2、s3、s4、s5相互抵消，只有相互抵消，只有s1、s6(或或37.5、193.5)起作用。方法二起作用。方法二中数据中数据s1、s2、s3、s4、s5、s6(或或37.5、69.0、100.5、131.5、163.0、193.5)都用上了，所以选择方法二更合理。都用上了，所以选择方法二更合理。这是由于计算方法不当所带来的误差，是偶然误差。这是由于计算方法不当所带来的误差，是偶然误差。本实验中误差的来源很多，主要有：阻力本实验中误差的来源很多，主要有：阻力(空气阻力、振针空气阻力、振针的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等的阻力、限位孔的阻力、复写纸的阻力等)、交流电频率波、交流电频率波动、长度测量、数据处理方法等。动、长度测量、数据处理方法等。方法三、频闪照相法方法三、频闪照相法例例2、频闪摄影是研究变速运动常用的实验、频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段，在暗室中，照相机的快门处于常开状态，手段，在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。右图是小球自由下落时的频闪闪光时刻的位置。右图是小球自由下落时的频闪照片的一部分，如果通过这幅照片测量自由落体照片的一部分，如果通过这幅照片测量自由落体加速度约为加速度约为10.00m/s2。则频闪仪每隔。则频闪仪每隔_s闪光一次。小球在图片中最上方的位置时具有的闪光一次。小球在图片中最上方的位置时具有的速度为速度为_m/s。(计算结果小数点后保留两位计算结果小数点后保留两位)方法四、滴水法方法四、滴水法例例3、用滴水法可以测定重力加速度的值，、用滴水法可以测定重力加速度的值，在自来水龙头下面固定一挡板，如图在自来水龙头下面固定一挡板，如图B-1所所示，仔细调节水龙头，使得前一个水滴滴在挡板示，仔细调节水龙头，使得前一个水滴滴在挡板上的同时，下一个水滴刚好开始下落上的同时，下一个水滴刚好开始下落.首先量出水首先量出水龙头口离挡板的高度龙头口离挡板的高度h，再用秒表计时，计时的方，再用秒表计时，计时的方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数时，开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到，以后每听到一一滴水声，依次数滴水声，依次数“2、3、4”，一直数到，一直数到“n”时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的读数时，按下秒表按钮停止计时，读出秒表的读数t.（1）写出用上述方法测量重力加速度）写出用上述方法测量重力加速度g的表达式的表达式g=_；（2）为了减小误差，改变）为了减小误差，改变h的数值，测出多组数的数值，测出多组数据，记录在表格中（表格中的据，记录在表格中（表格中的t是水滴从水龙头口是水滴从水龙头口到挡板所用的时间，即水滴在空中运动的时到挡板所用的时间，即水滴在空中运动的时间），请在图间），请在图B-2所示的坐标纸中作出适当的图所示的坐标纸中作出适当的图象，并利用图象求出重力加速度的值象，并利用图象求出重力加速度的值g=_.（要求保留两位有效数字）（要求保留两位有效数字）【试题分析试题分析】（1）滴水的周期就是水滴自由下落的时间，所以）滴水的周期就是水滴自由下落的时间，所以T=，;（2）描点作图，图象为一直线（图略）描点作图，图象为一直线（图略）.求出斜求出斜率率k，g=2k解得解得g=9.8m/s2.变式变式1(2013江苏物理，江苏物理，11)某兴趣小组利用自由落体运动某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示，倾斜的球槽中放有若测定重力加速度，实验装置如图所示，倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第，电磁铁吸住第1个小球，手动敲个小球，手动敲击弹性金属片击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球。当第个小球。当第1个小球撞击个小球撞击M时，时，M与触头分开，第与触头分开，第2个小球开始下落个小球开始下落，这样，就可，这样，就可测出多个小球下落的总时间。测出多个小球下落的总时间。(1)在实验中，下列做法正确的有在实验中，下列做法正确的有_。A电路中的电源只能选用交流电源电路中的电源只能选用交流电源B实验前应将实验前应将M调整到电磁铁的正下方调整到电磁铁的正下方C用直尺测量电磁铁下端到用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离为小球下落的高度的竖直距离为小球下落的高度D手动敲击手动敲击M的同时按下秒表开始计时的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度实验测得小球下落的高度H1.980m,10个小球下落的总时个小球下落的总时间间T6.5s。可求出重力加速度。可求出重力加速度g_m/s2。(结果保留结果保留两位有效数字两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下，在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法。请提出减小实验误差的两个办法。答案：答案：(1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值。增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值。(其他答案只要合理即可其他答案只要合理即可)例例1、某同学用光电门和数字计时、某同学用光电门和数字计时器测量自由落体的重力加速度，实验装器测量自由落体的重力加速度，实验装置如图所示：置如图所示：将光电门将光电门A、B和电磁铁安装在支架和电磁铁安装在支架上，调整它们的位置使三者在一条竖直上，调整它们的位置使三者在一条竖直线内当电磁铁断电释放小球后，小球线内当电磁铁断电释放小球后，小球能顺利通过两个光电门能顺利通过两个光电门实验时先接通电磁铁电源吸住小球，实验时先接通电磁铁电源吸住小球，再切断电磁铁电源，小球落下，此时计再切断电磁铁电源，小球落下，此时计时器显示的时间即为小球做自由落体运时器显示的时间即为小球做自由落体运动通过两光电门动通过两光电门A、B的时间的时间TA、TB测出从小球下落过程中从光电门测出从小球下落过程中从光电门A到光到光电门电门B的距离的距离h及小球的直径及小球的直径D,则小球则小球通过光电门通过光电门A时的速度为时的速度为，当地重，当地重力加速度力加速度g的表达式是的表达式是（用（用已知量和测量量表示）已知量和测量量表示）方法五、光电门法方法五、光电门法试题分析：小球通过光电门时由于速度较大，光试题分析：小球通过光电门时由于速度较大，光电门较小，可认为小球匀速通过，所以速度为电门较小，可认为小球匀速通过，所以速度为，由运动学公式，由运动学公式可知可知例例2、如图甲所示，是、如图甲所示，是“工工”形挡光片通过一个光电门测形挡光片通过一个光电门测重力加速度的装置如图乙所示，重力加速度的装置如图乙所示，“工工”形挡光片上下两形挡光片上下两叉的宽度都为叉的宽度都为d，两挡光片前沿间的距离为，两挡光片前沿间的距离为L，实验中光电，实验中光电门测出门测出“工工”形挡光片下叉通过它的挡光时间为形挡光片下叉通过它的挡光时间为t1、上叉、上叉通过它的挡光时间为通过它的挡光时间为t2若将挡光片通过光电门的平均速若将挡光片通过光电门的平均速度作为挡光片度作为挡光片两前沿通过光电门时的瞬间速度，请回答：两前沿通过光电门时的瞬间速度，请回答：测量重力加速度的表达式为测量重力加速度的表达式为g=