物理量的測(cè)量通常有多種方法。我們已學(xué)過(guò)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或頻閃照相來(lái)測(cè)量重力加速度。下面，我們通過(guò)單擺來(lái)測(cè)量重力加速度的大小。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)用單擺測(cè)量重力加速度。(2)會(huì)使用秒表測(cè)量時(shí)間。(3)能分析實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源，并能采用適當(dāng)方法減小測(cè)量誤差
實(shí)驗(yàn)步驟(1)取長(zhǎng)約1m的細(xì)線，細(xì)線的一端連接小球，另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上，讓擺球自由下垂，如圖2-21所示。
數(shù)據(jù)分析將測(cè)量的數(shù)據(jù)記入你設(shè)計(jì)的表格中，并分析數(shù)據(jù)，形成結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論
注意：(1)選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)而不易伸長(zhǎng)的線，長(zhǎng)度一般為1 m左右．小球應(yīng)選用質(zhì)量大、體積小的金屬球．(2)擺動(dòng)時(shí)控制擺線偏離豎直方向的角度應(yīng)很?。?3)擺球擺動(dòng)時(shí)，要使之保持在同一個(gè)豎直平面內(nèi)，不要形成圓錐擺．
(4)計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)以擺球通過(guò)最低點(diǎn)位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，以擺球從同一方向通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)計(jì)數(shù)，要多測(cè)幾次(如30次或50次)全振動(dòng)的時(shí)間，并用取平均值的辦法求周期．
討論(1)通過(guò)哪些方式可使小球的運(yùn)動(dòng)更加接近簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)?(2)為什么要從平衡位置開(kāi)始計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)?為什么不用秒表直接測(cè)量一次全振動(dòng)的時(shí)間作為周期?除秒表外測(cè)量時(shí)間還可選用哪些器材?(3)你還能用什么方法測(cè)量重力加速度?
能分析相關(guān)事實(shí)，提出并準(zhǔn)確表述在實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的物理問(wèn)題;能在他人幫助下制訂實(shí)驗(yàn)方案，能選用實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，能注意減小實(shí)驗(yàn)誤差;能分析數(shù)據(jù)，測(cè)得重力加速度的大小;能撰寫規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，
在報(bào)告中能呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)表格、數(shù)據(jù)分析過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，能反思評(píng)估關(guān)于重力加速度的不同測(cè)量方法。注意提升實(shí)驗(yàn)測(cè)量能力與誤差分析能力。--科學(xué)探究
除了用公式法處理數(shù)據(jù)外，還可用圖像法處理數(shù)據(jù)。圖2-22是某同學(xué)作出的T-1圖像，如何從圖像中求出重力加速度?請(qǐng)與同學(xué)交流你的想法。
秒表秒表可分為機(jī)械秒表和電子秒表。機(jī)械秒表有大、小兩個(gè)表盤(圖2-23)，
秒針沿大表盤轉(zhuǎn)動(dòng)，分針沿小表盤轉(zhuǎn)動(dòng)。通常，秒針轉(zhuǎn)-圈所用的時(shí)間為30s，最小分度為0.1s。秒針每轉(zhuǎn)過(guò)一圈，分針相應(yīng)轉(zhuǎn)過(guò)半格。分針和秒針?biāo)甘镜臅r(shí)間之和為所測(cè)的時(shí)間。
圖中，分針轉(zhuǎn)過(guò)半格，即示數(shù)為30s，秒針示數(shù)為3.4s，故所測(cè)時(shí)間為 33.4 s。秒針的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)齒輪傳動(dòng)的，不可能停在兩格中間，所以不需要估讀。
秒表上方的按鈕起著控制指針走動(dòng)和扭緊發(fā)條的作用。使用時(shí)先扭緊發(fā)條，按下按鈕，秒表開(kāi)始計(jì)時(shí);再按下按鈕，秒表停止計(jì)時(shí)，進(jìn)行讀數(shù);再按一次，秒表回零，準(zhǔn)備下一次計(jì)時(shí)。
電子秒表采用液晶數(shù)字顯示時(shí)間。通常，按一下START/STOP按鈕，開(kāi)始自動(dòng)計(jì)時(shí);再按一下，停止計(jì)時(shí)并顯示出所記錄的時(shí)間;然后按LAP/RESET鍵回零。
手機(jī)一般也有秒表的計(jì)時(shí)功能(圖2-24)。
1.請(qǐng)撰寫“用單擺測(cè)量重力加遠(yuǎn)度的大小”的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。注意在報(bào)告中呈現(xiàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)表格以及教據(jù)分析過(guò)程和實(shí)驗(yàn)結(jié)論，討論重力加速度的不同測(cè)量方法的特點(diǎn)。2.在“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)發(fā)現(xiàn)他測(cè)出的重力加遠(yuǎn)度值總是偏小，可能有哪些原因?
3.一位同學(xué)用單擺測(cè)量重力加速度，他將單擺掛起后，進(jìn)行了如下操作。請(qǐng)指出下列步驟中遺漏或錯(cuò)誤的地方，并加以改正。(1)測(cè)擺長(zhǎng)1:用刻度尺量出擺線的長(zhǎng)度。
4.在做“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果已知小球直徑為1.80cm，讓刻度尺的0刻度線對(duì)準(zhǔn)擺線的懸點(diǎn)，擺線堅(jiān)直下垂，下端刻度如圖(a)所示，那么單擺的擺長(zhǎng)是________ m。
若測(cè)定 40次全振動(dòng)的時(shí)間如圖(b)中秒表所示，則秒表讀數(shù)是_____s，單擺的振動(dòng)周期是_____s。由此得到的重力加速度g=_____m/s2
5.某同學(xué)在做“用單擺測(cè)量重力加速度的大小”實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)量了5種不同擺長(zhǎng)情況下單擺的振動(dòng)周期，記錄數(shù)據(jù)如下:
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫(huà)出T2-1圖像;(2)求此圖像的斜率;(3)由此圖像求重力加速度
6. 北京和廣州的兩位同學(xué)，分別探究單擺的周期T與擺長(zhǎng)l的關(guān)系，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交流繪制了T2 -l圖像，如圖(a)所示。
(1)北京的同學(xué)所測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能對(duì)應(yīng)的圖像是A和B中的哪一個(gè)?請(qǐng)說(shuō)明理由。

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第4節(jié) 科學(xué)測(cè)量:用單擺測(cè)量重力加速度

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