高中物理知識(shí)點(diǎn):實(shí)驗(yàn):探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系:

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/STRONG>
1、探究單擺周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系。
2、能正確熟練地使用秒表。
實(shí)驗(yàn)原理:
測(cè)量擺長(zhǎng)和擺的周期,得到一組數(shù)據(jù);改變擺長(zhǎng),再得到幾組數(shù)據(jù)。從中可以找出周期與擺長(zhǎng)的關(guān)系。
實(shí)驗(yàn)器材:
帶孔小鋼球一個(gè)、細(xì)絲線一條(長(zhǎng)約1 m)、毫米刻度尺一把、秒表、游標(biāo)卡尺、帶鐵夾的鐵架臺(tái)。
實(shí)驗(yàn)步驟:
1、做單擺:取約1 m長(zhǎng)的細(xì)絲線穿過帶孔的小鋼球,并打一個(gè)比小孔大一些的結(jié),然后把線的另一端用鐵夾固定在鐵架臺(tái)上,并把鐵架臺(tái)放在實(shí)驗(yàn)桌邊,使鐵夾伸到桌面以外,讓擺球自然下垂;
2、測(cè)擺長(zhǎng):用米尺量出擺線長(zhǎng)l(精確到毫米),用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球直徑D(也精確到毫米),則單擺的擺長(zhǎng)l′=l+
3、測(cè)周期:將單擺從平衡位置拉開一個(gè)角度(小于10°),然后釋放小球,記下單擺做30次~50次全振動(dòng)的總時(shí)間,算出平均每一次全振動(dòng)的時(shí)間,即為單擺的振動(dòng)周期。反復(fù)測(cè)量三次,再算出測(cè)得周期數(shù)值的平均值;
4、改變擺長(zhǎng),重做幾次實(shí)驗(yàn)。
數(shù)據(jù)處理:
1、先通過數(shù)據(jù)分析,對(duì)周期T與擺長(zhǎng)l的定量關(guān)系做出猜測(cè),例如可能是T∝l、T∝l2,或者;
2、建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示周期T,橫坐標(biāo)表示l(或l2、等),作出圖象。如果這樣作出的圖象確實(shí)是一條直線,說明T∝l(或T∝l2、等)。
注意事項(xiàng):
1、選擇材料時(shí)應(yīng)選擇細(xì)、輕又不易伸長(zhǎng)的線,長(zhǎng)度一般在1m左右,小球應(yīng)選用密度較大的金屬球,直徑應(yīng)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(yīng)夾緊在鐵夾中,以免擺動(dòng)時(shí)發(fā)生擺線下滑、擺長(zhǎng)改變的現(xiàn)象。
3、注意擺動(dòng)時(shí)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(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。
5、計(jì)算單擺的振動(dòng)次數(shù)時(shí),應(yīng)從擺球通過最低位置時(shí)開始計(jì)時(shí),為便于計(jì)時(shí),可在擺球平衡位置的正下方作一標(biāo)記。以后擺球每次從同一方向通過最低位置時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù),且在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表,開始計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)。
誤差分析:
1、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(diǎn)是否固定,擺球是否可看做質(zhì)點(diǎn),球、線是否符合要求,擺動(dòng)是圓錐擺還是在同一豎直平面內(nèi)振動(dòng)以及測(cè)量哪段長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)等。只要注意了上面這些問題,就可以使系統(tǒng)誤差減小到遠(yuǎn)小于偶然誤差而達(dá)到忽略不計(jì)的程度。
2、偶然誤差
主要來自時(shí)間(即單擺周期)的測(cè)量上。因此,要注意測(cè)準(zhǔn)時(shí)間(周期)。要從擺球通過平衡位置開始計(jì)時(shí),并采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)的方法,即4,3,2,1,0,1,2,…在數(shù)“零”的同時(shí)按下秒表開始計(jì)時(shí)。不能多計(jì)或漏計(jì)振動(dòng)次數(shù)。為了減小偶然誤差,應(yīng)進(jìn)行多次測(cè)量后取平均值。

本文來自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/977352.html

相關(guān)閱讀:驗(yàn)證凸透鏡成像規(guī)律