第3讲 实验：探究单摆的运动 用单摆测定重力加速度
一、实验目的
1．探究单摆的运动规律。
2．利用单摆的周期公式测定重力加速度。
二、实验原理
由单摆的周期公式T＝2π ，可得出g＝l，测出单摆的摆长l和振动周期T，就可求出当地的重力加速度g。
三、实验器材
单摆，游标卡尺，毫米刻度尺，停表。
四、实验步骤
1．做单摆：取约1 m长的细丝线穿过带中心孔的小钢球，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，让摆球自然下垂，如图所示。
2．测摆长：用毫米刻度尺量出摆线长L(精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D，则单摆的摆长l＝L＋。
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，记下单摆摆动30～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期。
4．改变摆长，重做几次实验。
5．数据处理
(1)公式法：g＝。
(2)图象法：画l－T2图象。
g＝4π2k，k＝＝。
五、注意事项
1．悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定。
2．单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于5°。
3．选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数。
4．小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L，用游标卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径r，则摆长l＝L＋r。
5．选用一米左右的细线。
(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)
1．实验中摆角不能过大，一般小于5°。(√)
2．选择球摆动到最大摆角处开始计时，此时速度为零，计时较准确。(×)
3．摆长即为摆线长度，即测量悬点到小球最上端的距离。(×)
1．(实验操作)一位同学做“用单摆测定重力加速度”的实验，在把摆球悬挂好后，以下步骤正确的是( )
A．悬挂好单摆后，用米尺量出摆线的长度，得摆长L
B．测周期T：把摆球拉起，然后放开，在摆球某次通过最低点时，按下停表开始计时，同时把这次通过最低点作为第一次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按停表停止计时，读出这段时间t，算出单摆的周期T＝
C．把所测得的L和T代入单摆周期公式算出g，并写入实验报告
D．处理数据时，可以画T2－L图象也可以画L－T2图象
解析 用游标卡尺测出摆球直径D，摆长等于摆线长L＋，A项错误；按下停表开始计时，并且把这次过最低点计为第一次，在时间t内，单摆经过了59个半周期，周期应为T＝ s，B项错误；g应测量多次，然后取g的平均值作为实验结果，C项错误；处理数据时，可以画T2－L图象也可以画出L－T2图象，但要注意两种图象的斜率不同，D项正确。
答案 D
