2020-2021高中物理实验专项训练:探究单摆运动(14)

实验十三 探究单摆的运动 
                            用单摆测定重力加速度 

1.实验器材
          带有铁夹的铁架台、中心有小孔的金属小球，不易伸长的细线(约1米)、             、                                              ．
2.实验原理

        取约1 m长的细丝线穿过带孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，并把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂．实验装置如图．

(3)测周期
        将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单摆做30次～50次全振动的总时间，算出平均每
一次全振动的时间，即为单摆的振动周期．反复测量三次，再算出测得周期数值的平均值．
(4)改变摆长，重做几次实验．4.注意事项
(1)选择材料时应选择细、轻又不易伸长的线，长度一般在1 m左右，小球应选用密度较大的金属球，直径应较小，最好不超过2 cm.
(2)单摆悬线的上端不可随意卷在铁架台的杆上，应夹紧在钢夹中，以免摆动时发生摆线悬点滑动、摆长改变的现象．
(3)注意摆动时控制摆线偏离竖直方向的夹角不超过5°.可通过估算振幅的办法掌握．
(4)摆球振动时，要使之保持在同一个竖直平面内，不要形成圆锥摆．
(5)计算单摆的振动次数时，应从摆球通过最低位置时开始计时，为便于计时，可在摆球平衡位置的正下方作一标记．以后摆球每次从同一方向通过最低位置时进行计数，且在数“零”的同时按下秒表，开始计时计数．

1.数据处理
(1)目的
①学会用单摆测定当地的重力加速度．
②能正确熟练地使用秒表．
(2)方法
①公式法

2.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，摆球是否可看做质点，球、线是否符合要求，摆动是圆锥摆还是在同一竖直平面内振动以及测量哪段长度作为摆长等．

②偶然误差
主要来自时间(即单摆周期)的测量．因此，要注意测准时间(周期)．要从摆球通过平衡位置开始计时，并采用倒计时计数的方法，即4,3,2,1,0,1,2，…在数“零”的同时按下
秒表开始计时．不能多计或漏计振动次数．为了减小偶然误差，应进行多次测量后取平均值．