赢在微点 高考复习顶层设计 大一轮物理配套课件 第八章　机械振动与机械波

这是一份赢在微点 高考复习顶层设计 大一轮物理配套课件 第八章　机械振动与机械波，文件包含第3讲机械波pptx、第1讲机械振动pptx、第2讲实验9用单摆测量重力加速度的大小pptx等3份课件配套教学资源，其中PPT共130页， 欢迎下载使用。
实验9：用单摆测量重力加速度的大小
第八章　机械振动与机械波
1.知道利用单摆测量重力加速度的原理。2.掌握利用单摆测量重力加速度的方法。
考点2　实验的迁移、拓展和创新
温馨提示:点击标题链接相关内容
赢在微点 物理 大一轮
2.实验器材。铁架台、单摆、停表、 、游标卡尺、小球、细线等。3.实验步骤。(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，做成单摆。(2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，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，在单摆平衡位置处做上标记，如图所示。
(3)用毫米刻度尺量出摆线长度l'，用游标卡尺测出金属小球的直径d,计算出摆长l= 。(4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(小于5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30~50次全振动所用的时间t，计算出单摆的振动周期T。(5)根据单摆周期公式，计算当地的重力加速度。(6)改变摆长，重做几次实验。
5.误差分析。(1)偶然误差：①N次全振动时间t的测量，如开始计时启动计时仪器偏早或偏晚等。②长度的测量，测量摆长或摆球直径时读数误差。(2)系统误差：制作单摆模型是否符合要求，如悬点是否固定、摆球与细线是否符合要求、是单摆运动还是圆锥摆运动等。
6.注意事项。(1)摆线要选1 m左右，不要过长或过短。(2)测量悬线长度时，要待悬挂好球后再测，计算摆长时要将悬线长加上摆球半径。(3)单摆要在竖直平面内摆动，不要形成圆锥摆。(4)要从平衡位置开始计时，并数准全振动的次数。
【典例1】　(2023·新课标卷)一学生小组做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。(1)用实验室提供的螺旋测微器测量摆球直径。首先，调节螺旋测微器，拧动微调旋钮使测微螺杆和测砧相触时，发现固定刻度的横线与可动刻度上的零刻度线未对齐，如图甲所示，该示数为 mm；螺旋测微器在夹有摆球时示数如图乙所示，该示数为 mm，则摆球的直径为 mm。 
0.006(0.005~0.007均可)
20.035(20.034~20.036均可)
20.029(20.027~20.031)
(2)单摆实验的装置示意图如图丙所示，其中角度盘需要固定在杆上的确定点O处，摆线在角度盘上所指的示数为摆角的大小。若将角度盘固定在O点上方，则摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角 (填“大于”或“小于”)5°。 
(3)某次实验所用单摆的摆线长度为81.50 cm，则摆长为 cm。实验中观测到从摆球第1次经过最低点到第61次经过最低点的时间间隔为54.60 s，则此单摆周期为 s，该小组测得的重力加速度大小为 m/s2。(均保留3位有效数字，π2取9.870) 
(1)题图甲中，螺旋测微器固定刻度读数为0.0 mm，可动刻度部分读数为0.6×0.01 mm=0.006 mm，所以读数为0.006 mm；题图乙中,螺旋测微器固定刻度读数为20.0 mm，可动刻度部分读数为3.5×0.01 mm=0.035 mm，所以读数为20.035 mm；摆球的直径d=20.035 mm-0.006 mm=20.029 mm。(2)角度盘固定在O点时，摆线在角度盘上所指角度为摆角大小，若将角度盘固定在O点上方，由几何知识可知，摆线在角度盘上所指的示数为5°时，实际摆角大于5°。
实验的迁移、拓展和创新
【典例2】　(2024·广西卷)单摆可作为研究简谐运动的理想模型。
(1)制作单摆时，在图甲、图乙两种单摆的悬挂方式中，选择图甲方式的目的是要保持摆动中 不变。 (2)用游标卡尺测量摆球直径，测得读数如图丙，则摆球直径为 cm。 
(3)若将一个周期为T的单摆，从平衡位置拉开5°的角度释放，忽略空气阻力，摆球的振动可看作简谐运动。当地重力加速度为g，以释放时刻作为计时起点，则摆球偏离平衡位置的位移x与时间t的关系为 。 
命题特点：实验装置图的判断来源于教材，实验目的变为分析简谐运动的位移与时间的关系式，属于对教材实验的拓展。复习建议：对实验的复习不能简单重复教材实验，要学会分析实验中为什么这样做、如何测量、什么原因产生的误差、怎样减小误差,做过这些分析后同学们解答实验问题的能力就提高了。
【典例3】　(2024·黑吉辽卷)图甲为一套半圆拱形七色彩虹积木示意图，不同颜色的积木直径不同。某同学通过实验探究这套积木小幅摆动时周期T与外径D之间的关系。
(1)用刻度尺测量不同颜色积木的外径D，其中对蓝色积木的某次测量如图乙所示，从图中读出D= cm。 
7.55(7.54或7.56也可)
(2)将一块积木静置于硬质水平桌面上，设置积木左端平衡位置的参考点O，将积木的右端按下后释放，如图丙所示。当积木左端某次与O点等高时记为第0次并开始计时，第20次时停止计时，这一过程中积木摆动了 个周期。 
(3)换用其他积木重复上述操作，测得多组数据。为了探究T与D之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如表所示。
(4)请写出一条提高该实验精度的改进措施： 。 
换更光滑的硬质水平桌面
命题特点：本题为创新类型的实验，目的是探究积木小幅摆动时周期T与外径D之间的关系。看似与教材实验无关，但比较后发现,积木的直径与单摆的摆长类似，积木的振动周期与单摆的周期类似，测量方法也与教材实验基本相同。
复习建议：解答创新类型实验的两种解题方法：(1)与教材实验对比，找出相同和不同之处，为解题提供思路；(2)从实验步骤的描述中通过给出的实验原理寻找解题思路。考题中实验原理一定给出，给出的方式有两种：一种是直接给出；另一种是在实验步骤的描述中把实验原理间接给出。
把握高考微点，实现素能提升完成——微练27