;不改变摆长,反复测量三次,算出三次测得的周期的平均值T,然后代入公式g=4πT22l求
重力加速度.
2图象法:
由单摆周期公式不难推出:l=4πg2T2,因此,分别测出一系列摆长l对应的周期T,作l
-T2
的图象,图象应是一条通过原点的直线,求出图线的斜率
k=ΔΔ
lT2,即可利用
g=4π
2k
求
得重力加速度值,如图1所示.
图13.误差分析1系统误差的主要悬点不固定,球、线不符合要求,振动是圆锥摆而不是在同一竖直平面内的振动等.2偶然误差主要来自时间的测量上,因此,要从摆球通过平衡位置时开始计时,不能多计或漏计振动次数.
f高频考点一实验操作与误差分析例1.在“探究单摆的周期与摆长的关系”实验中,某同学准备好相关实验器材后,把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度后释放,同时按下秒表开始计时,当单摆再次回到释放位置时停止计时,将记录的这段时间作为单摆的周期.以上操作中有不妥之处,请对其中两处加以改正.____________________答案见解析解析①应在摆球通过平衡位置时开始计时;②应测量单摆多次全振动的时间,再计算出周期的测量值.或在单摆振动稳定后开始计时【变式探究】某同学利用单摆测量重力加速度.①多选为了使测量误差尽量小,下列说法正确的是________.A.组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B.组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C.实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D.摆长一定的情况下,摆的振幅尽量大②如图2所示,在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1m的单摆.实验时,由于仅有量程为20cm、精度为1mm的钢板刻度尺,于是他先使摆球自然下垂,在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点,测出单摆的周期T1;然后保持悬点位置不变,设法将摆长缩短一些,再次使摆球自然下垂,用同样方法在竖直立柱上做另一标记点,并测出单摆的周期T2;最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL用上述测量结果,写出重力加速度的表达式g=________
图2
f答案①BC②T41π2-2ΔT2L2【举一反三】用单摆测定重力加速度的实验装置如图3所示.
图3
①多选组装单摆时,应在下列器材中选用________选填选项前的字母.
A.长度为1m左右的细线
B.长度为30cm左右的细线
C.直径为18cm的塑料球
D.直径为18cm的铁球
②测出悬点O到小球球心的距离摆长L及单摆完成
次全振动所用的时间t,则重力加
速度g=__________用L、
、t表示.
③下表是某同学记录的3组实验数据,并做了部分计算r