实验:用单摆测定重力加速度
1.学会用单摆测定当地的重力加速度。
2.能正确熟练地使用游标卡尺和秒表。
一、实验原理
单摆在摆角很小(不大于5°)时的运动,可看成简谐运动。根据单摆周期公式T=2π,有g=,通过实验方法测出摆长l和周期T,即可计算得到当地重力加速度g的值。
二、实验器材
带小孔的小金属球;长1 m左右的细尼龙线;铁夹;铁架台;游标卡尺;毫米刻度尺;秒表。
三、实验步骤
(1)让细线穿过球上的小孔,在细线的穿出端打一个比孔稍大一些的线结。
(2)把细线上端固定在铁架台上,使摆球自由下垂,制成一个单摆。
(3)用刻度尺测量单摆的摆长(摆线静止时从悬点到球心间的距离)。
(4)把此单摆从平衡位置拉开一个角度,并使这个角小于等于5°,再释放小球。当摆球摆动稳定以后,过最低点位置时,用秒表开始计时,测量单摆全振动30次(或50次)的时间,求出一次全振动的时间,即单摆的振动周期。
(5)改变摆长,反复测量几次,将数据填入表格。
课堂任务 测量过程·获取数据
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:本实验的研究对象是谁?要得到什么数据?
提示:本实验的研究对象是单摆,通过测量其周期与摆长从而得到当地的重力加速度。
活动2:如何制做如图甲所示的单摆?
提示:取约1 m长的细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。
活动3:怎样测量摆长?
提示:从悬点到球心的距离是摆长。用米尺量出摆线长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+。