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高中物理知識點:實驗:探究單擺周期與擺長的關系

編輯: 路逍遙 關鍵詞: 高中物理 來源: 記憶方法網
探究單擺周期與擺長的關系:

實驗目的:

1、探究單擺周期與擺長的關系。
2、能正確熟練地使用秒表。
實驗原理:
測量擺長和擺的周期,得到一組數據;改變擺長,再得到幾組數據。從中可以找出周期與擺長的關系。
實驗器材:
帶孔小鋼球一個、細絲線一條(長約1 m)、毫米刻度尺一把、秒表、游標卡尺、帶鐵夾的鐵架臺。
實驗步驟:
1、做單擺:取約1 m長的細絲線穿過帶孔的小鋼球,并打一個比小孔大一些的結,然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺上,并把鐵架臺放在實驗桌邊,使鐵夾伸到桌面以外,讓擺球自然下垂;
2、測擺長:用米尺量出擺線長l(精確到毫米),用游標卡尺測出小球直徑D(也精確到毫米),則單擺的擺長l′=l+;
3、測周期:將單擺從平衡位置拉開一個角度(小于10°),然后釋放小球,記下單擺做30次~50次全振動的總時間,算出平均每一次全振動的時間,即為單擺的振動周期。反復測量三次,再算出測得周期數值的平均值;
4、改變擺長,重做幾次實驗。
數據處理:
1、先通過數據分析,對周期T與擺長l的定量關系做出猜測,例如可能是T∝l、T∝l2,或者;
2、建立直角坐標系,用縱坐標表示周期T,橫坐標表示l(或l2、、等),作出圖象。如果這樣作出的圖象確實是一條直線,說明T∝l(或T∝l2等)。
注意事項:
1、選擇材料時應選擇細、輕又不易伸長的線,長度一般在1m左右,小球應選用密度較大的金屬球,直徑應較小,最好不超過2 cm。
2、單擺懸線的上端不可隨意卷在鐵夾的桿上,應夾緊在鐵夾中,以免擺動時發生擺線下滑、擺長改變的現象。
3、注意擺動時控制擺線偏離豎直方向不超過10°,可通過估算振幅的辦法掌握。
4、擺球振動時,要使之保持在同一個豎直平面內,不要形成圓錐擺。
5、計算單擺的振動次數時,應從擺球通過最低位置時開始計時,為便于計時,可在擺球平衡位置的正下方作一標記。以后擺球每次從同一方向通過最低位置時進行計數,且在數“零”的同時按下秒表,開始計時計數。
誤差分析:
1、系統誤差
主要來源于單擺模型本身是否符合要求。即:懸點是否固定,擺球是否可看做質點,球、線是否符合要求,擺動是圓錐擺還是在同一豎直平面內振動以及測量哪段長度作為擺長等。只要注意了上面這些問題,就可以使系統誤差減小到遠小于偶然誤差而達到忽略不計的程度。
2、偶然誤差
主要來自時間(即單擺周期)的測量上。因此,要注意測準時間(周期)。要從擺球通過平衡位置開始計時,并采用倒計時計數的方法,即4,3,2,1,0,1,2,…在數“零”的同時按下秒表開始計時。不能多計或漏計振動次數。為了減小偶然誤差,應進行多次測量后取平均值。

本文來自:逍遙右腦記憶 /gaozhong/977352.html

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