【高考調(diào)研】2015高考物理總復(fù)習(xí) 6實驗 用單擺測定重力加速度課件 新人教版選修3-4

1、高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第1頁頁第第6單元單元 實驗用單擺測定重力實驗用單擺測定重力加速度加速度 高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第2頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第3頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相

2、對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第4頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第5頁頁三、實驗器材三、實驗器材帶孔小鋼球一個、細絲線一條帶孔小鋼球一個、細絲線一條(長約長約1 m)、毫米刻度尺一、毫米刻度尺一把、秒表、游標卡尺、帶鐵夾的鐵架臺把、秒表、游標卡尺、帶鐵夾的鐵架臺高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第6頁頁四、實驗步驟四、實驗步驟1做單擺：選取一段做

3、單擺：選取一段1 m左右的細線，讓線的一端穿過左右的細線，讓線的一端穿過小球上的小孔，然后打一個比小孔稍大一些的線結(jié)把線的小球上的小孔，然后打一個比小孔稍大一些的線結(jié)把線的上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵上端用鐵夾固定在鐵架臺上，把鐵架臺放在實驗桌邊，使鐵夾伸出桌面之外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上夾伸出桌面之外，讓擺球自由下垂，在單擺平衡位置處做上標記，如下圖所示標記，如下圖所示高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第7頁頁3測周期：把此單擺從平衡位置拉開一個角

4、度，并使這測周期：把此單擺從平衡位置拉開一個角度，并使這個角度不大于個角度不大于5，然后釋放小球當擺球擺動穩(wěn)定后經(jīng)過平，然后釋放小球當擺球擺動穩(wěn)定后經(jīng)過平衡位置時用秒表開始計時，測量單擺全振動衡位置時用秒表開始計時，測量單擺全振動30次次(或或50次次)的時的時間，求出一次全振動的時間，即單擺的振動周期反復(fù)測量間，求出一次全振動的時間，即單擺的振動周期反復(fù)測量三次，計算出測得的周期的平均值三次，計算出測得的周期的平均值高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第8頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3

5、-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第9頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第10頁頁6分析與比較：將測得的重力加速度的值與當?shù)氐闹亓Ψ治雠c比較：將測得的重力加速度的值與當?shù)氐闹亓铀俣鹊闹当容^，分析誤差產(chǎn)生的原因加速度的值比較，分析誤差產(chǎn)生的原因高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第11頁頁高考調(diào)研高考

6、調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第12頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第13頁頁3構(gòu)成單擺的條件：細線的質(zhì)量要小，彈性要?。灰x構(gòu)成單擺的條件：細線的質(zhì)量要小，彈性要小；要選用體積小、密度大的小球，擺角不能超過用體積小、密度大的小球，擺角不能超過5.4要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動，不能形成圓錐擺，方要使擺球在同一豎直面內(nèi)擺動，不能形成圓錐擺，方法是將擺球拉到一定位置后由靜止釋放法是將擺球

7、拉到一定位置后由靜止釋放高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第14頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第15頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第16頁頁以下是實驗過程中的一些做法，其中正確的有以下是實驗過程中的一些做法，其中正確的有()a擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，并

8、且盡可能長一擺線要選擇細些的、伸縮性小些的，并且盡可能長一些些b擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的擺球盡量選擇質(zhì)量大些、體積小些的c為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺為了使擺的周期大一些，以方便測量，開始時拉開擺球，使擺線相距平衡位置有較大的角度球，使擺線相距平衡位置有較大的角度d拉開擺球，使擺線偏離平衡位置大于拉開擺球，使擺線偏離平衡位置大于5，在釋放擺，在釋放擺球的同時開始計時，當擺球回到開始位置時停止計時，此時球的同時開始計時，當擺球回到開始位置時停止計時，此時間間隔間間隔t即為單擺周期即為單擺周期T高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁

9、波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第17頁頁e拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于5，釋放擺，釋放擺球，當擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時，記下擺球做球，當擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時，記下擺球做50次全振動所用的時間次全振動所用的時間t，則單擺周期，則單擺周期Tt/50.【解析】【解析】該實驗中，要選擇細些的、伸縮性小些的擺該實驗中，要選擇細些的、伸縮性小些的擺線，長度要適當長一些；且選擇體積比較小，密度較大的小線，長度要適當長一些；且選擇體積比較小，密度較大的小球，故球，故a、b項是正確的；擺球的周期與擺線的長短有關(guān)，與

10、項是正確的；擺球的周期與擺線的長短有關(guān)，與擺角無關(guān)，故擺角無關(guān)，故c項錯誤；拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大項錯誤；拉開擺球，使擺線偏離平衡位置不大于于5，故，故d項錯誤；釋放擺球，當擺球振動穩(wěn)定后，從平衡項錯誤；釋放擺球，當擺球振動穩(wěn)定后，從平衡位置開始計時；要測量多個周期的時間，然后求平均值，故位置開始計時；要測量多個周期的時間，然后求平均值，故e項正確故選擇項正確故選擇a、b、e項項高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第18頁頁【答案】【答案】abe高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4

11、機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第19頁頁【觸類旁通】【觸類旁通】在做在做“用單擺測定重力加速度用單擺測定重力加速度”的實驗的實驗中，有人提出以下幾點建議：中，有人提出以下幾點建議：A適當加長擺線適當加長擺線B質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的質(zhì)量相同、體積不同的擺球，應(yīng)選用體積較大的C單擺偏離平衡位置的角度不能太大單擺偏離平衡位置的角度不能太大D當單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動當單擺經(jīng)過平衡位置時開始計時，經(jīng)過一次全振動后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動的周期后停止計時，用此時間間隔作為單擺振動

12、的周期其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是其中對提高測量結(jié)果精確度有利的是_高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第20頁頁【解析】【解析】單擺實驗的精確度取決于實驗裝置的理想化單擺實驗的精確度取決于實驗裝置的理想化程度及相關(guān)物理量的測量精度適當加長擺線長度，有利于程度及相關(guān)物理量的測量精度適當加長擺線長度，有利于把擺球看成質(zhì)點，在擺角小于把擺球看成質(zhì)點，在擺角小于10的條件下，擺球的空間位的條件下，擺球的空間位置變化較大，便于觀察，選項置變化較大，便于觀察，選項A對；擺球體積越大，所受空對；擺

13、球體積越大，所受空氣阻力越大，對質(zhì)量相同的擺球其影響越大，選項氣阻力越大，對質(zhì)量相同的擺球其影響越大，選項B錯；擺角錯；擺角應(yīng)小于應(yīng)小于5，選項，選項C對；本實驗采用累積法測量周期，若僅測對；本實驗采用累積法測量周期，若僅測量一次全振動，由于擺球通過平衡位置時的速度較大，難以量一次全振動，由于擺球通過平衡位置時的速度較大，難以準確記錄，且一次全振動的時間太短，偶然誤差較大，選項準確記錄，且一次全振動的時間太短，偶然誤差較大，選項D錯錯【答案】【答案】AC高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第

14、第21頁頁【名師點撥】【名師點撥】本題中的本題中的“適當加長適當加長”這種說法對選擇這種說法對選擇題來說一般不容易把握這里有比較的含義，要用心體會題來說一般不容易把握這里有比較的含義，要用心體會高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第22頁頁二、實驗誤差的來源及分析二、實驗誤差的來源及分析1本實驗系統(tǒng)誤差主要來源于單擺模型本身是否符合要本實驗系統(tǒng)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，是單擺還是復(fù)擺，球、線是否符合求，即：懸點是否固定，是單擺還是復(fù)擺，球、線是否符合要求，振

15、動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪要求，振動是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動以及測量哪段長度作為擺長等等只要注意了上述這些方面，就可以使段長度作為擺長等等只要注意了上述這些方面，就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠遠小于偶然誤差而可忽略不計的程度系統(tǒng)誤差減小到遠遠小于偶然誤差而可忽略不計的程度2本實驗偶然誤差主要來自時間本實驗偶然誤差主要來自時間(即單擺周期即單擺周期)的測量的測量上，因此，要注意測準時間上，因此，要注意測準時間(周期周期)，要從擺球通過平衡位置開，要從擺球通過平衡位置開始計時，并采用倒數(shù)計時計數(shù)的方法，不能多記或漏記振動始計時，并采用倒數(shù)計時計數(shù)的方法，不能多記或漏記振動次數(shù)，

16、為了減小偶然誤差，應(yīng)進行多次測量取平均值次數(shù)，為了減小偶然誤差，應(yīng)進行多次測量取平均值高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第23頁頁【例【例2】(2012天津天津)某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺某同學(xué)用實驗的方法探究影響單擺周期的因素他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊周期的因素他組裝單擺時，在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，如圖所示這樣做的目的是如圖所示這樣做的目的是()高考調(diào)研高考調(diào)研

17、選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第24頁頁A保證擺動過程中擺長不變保證擺動過程中擺長不變B可使周期測量得更加準確可使周期測量得更加準確C需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)需要改變擺長時便于調(diào)節(jié)D保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動【解析】【解析】在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡在擺線上端的懸點處，用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，是為了防止擺皮夾牢擺線，再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊，是為了防止擺動過程中擺長發(fā)生變化，如果需要改變擺長來探究擺長與周動過程中擺長發(fā)生變化，

18、如果需要改變擺長來探究擺長與周期關(guān)系時，方便調(diào)節(jié)擺長，故期關(guān)系時，方便調(diào)節(jié)擺長，故A、C項正確項正確【答案】【答案】AC高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第25頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第26頁頁一、實驗數(shù)據(jù)的處理一、實驗數(shù)據(jù)的處理【例【例1】某同學(xué)利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單】某同學(xué)利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣?，發(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到

19、球心的擺靜止時擺球重心在球心的正下方，他仍將從懸點到球心的距離當作擺長距離當作擺長L，通過改變擺線的長度，測得，通過改變擺線的長度，測得6組組L和對應(yīng)的和對應(yīng)的周期周期T，畫出，畫出L-T2圖線，然后在圖線上選取圖線，然后在圖線上選取A、B兩個點，坐兩個點，坐標如下圖所示他采用恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計算重力加標如下圖所示他采用恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，則計算重力加速度的表達式應(yīng)為速度的表達式應(yīng)為g_.高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第27頁頁請你判斷該同學(xué)得到的實驗結(jié)果與擺球重心就在球心處請

20、你判斷該同學(xué)得到的實驗結(jié)果與擺球重心就在球心處的情況相比，將的情況相比，將_(填填“偏大偏大”“”“偏小偏小”或或“相同相同”)高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第28頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第29頁頁高考調(diào)研高考調(diào)研 選修選修3-4 機械振動與機械波機械振動與機械波 光光 電磁波與相對論電磁波與相對論高三物理高三物理 (新課標版新課標版)第第30頁頁二、實驗創(chuàng)新設(shè)計二、實驗創(chuàng)新設(shè)計【例【例2】如圖甲所示，】如圖甲所示，ABCDabcd為一放于水平面上的為一放于水平面上的長方體槽，上端開口，長方體槽，上端開口，ABba、CDdc兩面為銅板，其他面為絕兩面為銅板，其他面為絕緣板，槽中盛滿導(dǎo)電液體緣板，槽中盛滿導(dǎo)電液體(設(shè)該液體導(dǎo)電時不發(fā)生電解設(shè)該液體導(dǎo)電時不發(fā)生電解)現(xiàn)在現(xiàn)在質(zhì)量不計的細銅絲的下端固定一鐵球構(gòu)成一單擺，銅絲的上質(zhì)量不計的細銅