擺實(shí)驗(yàn)有兩種類型。 一種是使用擺來研究物體的周期性運(yùn)動(dòng)，通常使用彈簧振蕩器。
單擺的長(zhǎng)度和周期與重力加速度之間的關(guān)系為
因此，只要測(cè)量出擺的周期和長(zhǎng)度，就可以計(jì)算出重力加速度的值。
視頻教程：
實(shí)踐：
1.（2022·北京朝陽·第二模式）物理實(shí)驗(yàn)一般涉及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析等。例如：
(一)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。 使用螺旋千分尺測(cè)量某種金屬絲的直徑。 示值如圖1所示，則金屬絲的直徑為
。
(2)數(shù)據(jù)分析。 點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上設(shè)置點(diǎn)，紙帶隨物體以勻速直線移動(dòng)。 紙帶的一部分如圖2所示。B、C、D是紙帶上標(biāo)記的三個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)點(diǎn)。 相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)記。 點(diǎn)定時(shí)器連接頻率為50
接通交流電源后，物體運(yùn)動(dòng)的加速度
（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。
(3)實(shí)驗(yàn)原理。有同學(xué)用一個(gè)簡(jiǎn)單的擺測(cè)量了重力加速度。 他測(cè)量了擺線的長(zhǎng)度l和相應(yīng)的周期T，獲得了多組數(shù)據(jù)，并做出了
圖片，如圖3所示。他認(rèn)為可以從圖中得到重力加速度
，然后從理論分析中，他得到了重力加速度的真實(shí)值（可選“大于”、“等于”或“小于”）。 請(qǐng)分析并說明原因。
2.（2022·浙江溫州·三個(gè)模型）（1）在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，為了測(cè)量球的平拋運(yùn)動(dòng)初速度，如圖A所示的實(shí)驗(yàn)裝置為用過的。 實(shí)驗(yàn)操作主要步驟如下：
A。 將方格紙用圖釘固定在木板上，并垂直固定木板；
b. 在板的左端安裝滑槽，調(diào)整滑槽末端軌道的水平度，將配重線掛在水平軌道的邊緣；
C。 在滑槽上端固定位置放球，同時(shí)記錄投擲點(diǎn)位置O和重心線方向；
d. 球從O點(diǎn)飛出后，擊中垂直于棋盤平面的垂直障礙物。 當(dāng)球擊中障礙物時(shí)，它會(huì)在障礙物上留下痕跡。 用鉛筆記錄跡線在方格紙上的投影點(diǎn)；
e. 將垂直桿向右移動(dòng)，然后將球從滑道上的同一位置釋放，無初速度。 球擊中橫桿后，再次將軌跡點(diǎn)在橫桿上的投影點(diǎn)記錄在方格紙上，重復(fù)上述操作。 ;
F。 取下白紙，畫出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，研究該軌跡的性質(zhì)，求出球的平拋運(yùn)動(dòng)的初速度。
① 實(shí)驗(yàn)時(shí)必須建立直角坐標(biāo)系。 下圖中，坐標(biāo)原點(diǎn)選擇正確。
②關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列哪些說法是正確的？
A、溜槽末端必須水平
B.一定要用秒表測(cè)量平拋的時(shí)間
C、垂直止動(dòng)桿每次向右移動(dòng)的距離必須相同
D．必須記錄投擲點(diǎn)的位置以確定球的初速度。
③實(shí)驗(yàn)中，一名學(xué)生僅記錄了懸掛在滑槽末端的重線方向，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出了軌跡。如圖B所示，選取A、B、C三個(gè)點(diǎn)，測(cè)量三點(diǎn)到權(quán)重線的距離如下：
,
,
，并測(cè)量?jī)牲c(diǎn)AB之間的高度差
, 兩點(diǎn)之間的高度差 BC
，則平拋球的初速度
/s，球的半徑R=。
(2) 學(xué)生用擺錘測(cè)量重力加速度。 改變擺的長(zhǎng)度并測(cè)量周期和長(zhǎng)度幾次。 僅由于擺長(zhǎng)測(cè)量存在誤差，就得到周期的平方與擺長(zhǎng)的關(guān)系如圖C所示。下列哪種說法是正確的？
A．圖形沒有到達(dá)原點(diǎn)的原因可能是只記錄了擺線的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)。
B.圖形沒有到達(dá)原點(diǎn)的原因可能是擺線的長(zhǎng)度加上球的直徑作為擺的長(zhǎng)度。
C．從圖像中得到的重力加速度必須小于重力加速度的真實(shí)值
D．從圖像中得到的重力加速度必須大于重力加速度的真實(shí)值
3.（2022·安徽省定遠(yuǎn)中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）用單擺測(cè)量重力加速度的實(shí)驗(yàn)中：
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，擺角必須控制在度以內(nèi)，并允許擺在平面內(nèi)擺動(dòng)；
（2）某同學(xué)測(cè)量了不同擺長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的周期T并做了L-T2圖，如圖所示，然后用任意兩點(diǎn)A、B的坐標(biāo)（x1，y1），（x2，）在圖表上。 y2)，可得g=。
(3) 如果學(xué)生在測(cè)量擺的長(zhǎng)度時(shí)漏掉了球的半徑，并且所有其他測(cè)量和計(jì)算都正確，則將使用上述方法計(jì)算出的 g 值與計(jì)算出的 g' 值進(jìn)行比較，而不會(huì)漏掉球的半徑。 （可選“大于”、“小于”或“等于”）。
4.（2022·北京·北大附中第三期模型）在利用圖1所示的擺錘“測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，一位學(xué)生的步驟如下：
A。 取一根細(xì)鐵絲，下端綁在直徑為d的小金屬球上，上端固定在鐵架上；
b. 用米尺測(cè)量細(xì)線的長(zhǎng)度為l，l與球的半徑之和記錄為擺的長(zhǎng)度；
C。 緩慢拉動(dòng)球，直至細(xì)線偏離垂直方向約5°，將球從靜止?fàn)顟B(tài)釋放；
d.用秒表記錄小球完成n次完整振動(dòng)所需的總時(shí)間t，并計(jì)算單擺的周期
;
e.使用公式
計(jì)算局部重力加速度；
F。 更改細(xì)線的長(zhǎng)度并重復(fù)步驟 b、c、d 和 e 以進(jìn)行多次測(cè)量。
（1）上述步驟中，錯(cuò)誤的是（寫出步驟的字母）； 經(jīng)更正后，正確的應(yīng)該是：。
(2)為了減少誤差，學(xué)生利用了上述未校正誤差測(cè)量的多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
圖片，對(duì)應(yīng)下圖中的圖。
A。
B.
C。
D．
(3)在正確的“用擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)中，以下做法將有助于減少實(shí)驗(yàn)誤差。
A．適當(dāng)加長(zhǎng)擺線
B.對(duì)于相同質(zhì)量但不同體積的擺球，應(yīng)選擇較大的擺球。
C、擺與平衡位置的夾角不能太大
D、當(dāng)擺錘經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，充分振動(dòng)后停止計(jì)時(shí)。 使用這個(gè)時(shí)間間隔作為擺錘振動(dòng)的周期。
課件：
課程計(jì)劃：
一、教學(xué)目的
1. 知道
知識(shí)和技能
(1)學(xué)生學(xué)習(xí)使用擺錘測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?span style="display:none">jdu物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
(2)讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何處理數(shù)據(jù)；
(3)使學(xué)生正確、熟練地使用秒表并應(yīng)用新技術(shù)。
（4）鞏固和加深對(duì)單擺周期公式的理解。
2、流程與方法：
（1）學(xué)生展開思考，探索重力加速度的測(cè)量方法——明確本次實(shí)驗(yàn)的測(cè)量原理——整理實(shí)驗(yàn)設(shè)備，探索實(shí)驗(yàn)流程——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)——分析數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 這是一條探究之路。
(2) 學(xué)習(xí)如何利用累加法減小相對(duì)誤差。
3.情感態(tài)度和價(jià)值觀
（1）通過課堂活動(dòng)、討論、交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。
（2）通過計(jì)算振動(dòng)次數(shù)，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心觀察、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)。
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
一、要點(diǎn)：
(1)了解單擺的構(gòu)成。
(2)單擺的周期公式。
(3) 數(shù)據(jù)處理方法。
2、難點(diǎn)：
(1)計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確性。
(2)計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性。
3、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
① 一個(gè)小金屬球，球中心有一個(gè)小孔
②1米以上的細(xì)尼龍絲
③鐵夾
④鐵平臺(tái)
⑤游標(biāo)卡尺
⑥米尺
⑦秒表、光電門及顯示器
四、教學(xué)過程
（一）簡(jiǎn)介：美國(guó)阿波羅計(jì)劃是人類歷史上的壯舉。 這是人類第一次踏上地球以外的天體。 但有人質(zhì)疑整個(gè)計(jì)劃可能是一個(gè)騙局。 疑點(diǎn)之一是，在某視頻中，根據(jù)人下落的距離和所用的時(shí)間，局部重力加速度約為6.8m/s2，與普遍認(rèn)可的地面重力加速度明顯不同。月亮的速度約為1.6m/s2。 偏差大。 那么，除了這種自由落體運(yùn)動(dòng)之外，還有什么方法可以測(cè)量局部重力加速度呢？
1、物體做自由落體運(yùn)動(dòng)；
2、物體從靜止?fàn)顟B(tài)在光滑的斜坡上滑落；
3、彈簧測(cè)力計(jì)及天平：
4.使用滴答計(jì)時(shí)器
5.使用錐形擺
6. 重力
(2)實(shí)驗(yàn)研究：
1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河脭[錘測(cè)量局部重力加速度； 能夠使用秒表和游標(biāo)卡尺。
問題1.利用單擺測(cè)量重力加速度的物理原理是什么？ 重力加速度的計(jì)算公式是什么？
問題 2. 本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量哪些量？ 計(jì)算出的重力加速度有多少位有效數(shù)字？
2、實(shí)驗(yàn)原理：根據(jù)單擺周期公式T=2π
，得到：g=
.據(jù)此，只要測(cè)量出擺錘的長(zhǎng)度
和期間
可以計(jì)算出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭（三位數(shù)）。
問題 3. 擺錘應(yīng)該使用什么樣的球？ 為什么？ C
A. 空心乒乓球 B. 實(shí)心泡沫球 C. 直徑 2cm 鐵球 D. 直徑 4cm 鐵球
問題4.什么樣的線？ 為什么？ D
A. 粗棉線 B. 粗彈簧 C. 細(xì)橡皮筋 D. 細(xì)棉線
問題5. 線路長(zhǎng)度應(yīng)在什么范圍內(nèi)？ 為什么？ C
A、1cmB、10cmC、1mD、10m
問題6.用什么測(cè)量工具來測(cè)量周期？ 為什么？ 怎么讀呢？ 乙
A. 時(shí)鐘 B. 秒表 C. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
問題7、測(cè)量擺的長(zhǎng)度用什么測(cè)量工具？ 為什么？ 怎么讀呢？ AB
A. 米尺 B. 游標(biāo)卡尺 C. 螺旋千分尺
3、實(shí)驗(yàn)設(shè)備： ① 中心有小孔的小金屬球 ② 長(zhǎng)度大于1米的細(xì)尼龍絲 ③ 鐵夾 ④ 鐵架 ⑤ 游標(biāo)卡尺 ⑥ 米尺 ⑦ 秒表
問題8、如何保證小球的擺動(dòng)是簡(jiǎn)諧振動(dòng)？ 如何保證擺錘在擺動(dòng)過程中長(zhǎng)度保持不變？ 如何保證擺角小于5°（10°）？
問題9. 如何測(cè)量單擺的周期？ 計(jì)時(shí)從哪里開始？ 時(shí)鐘停在哪里？ 如何計(jì)算振動(dòng)次數(shù)？
問題10.如何讀取秒表？ 如何讀取短針？ 如何用長(zhǎng)針讀書？ 你想讀書嗎？
4、實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）根據(jù)討論結(jié)果，各組編寫實(shí)驗(yàn)步驟（重點(diǎn)在編寫步驟中指定設(shè)備、方法、公式）并設(shè)計(jì)表格
(2)提供參考實(shí)驗(yàn)流程和表格，
參考實(shí)驗(yàn)步驟：
①制作擺錘，將一根約1米長(zhǎng)的繩子穿過一個(gè)有孔的小鋼球，打一個(gè)比孔大的結(jié)，固定在鐵架上；
②用米尺測(cè)量懸掛線的長(zhǎng)度l高中物理單擺科學(xué)思維，精確到毫米，用游標(biāo)卡尺測(cè)量擺球的直徑d，計(jì)算出半徑r，同樣精確到毫米，計(jì)算出吊線的長(zhǎng)度。擺L=l+r；
③ 將擺錘以角度（o）拉離平衡位置并釋放。 用秒表測(cè)量擺錘完成30次全振動(dòng)（61次經(jīng)過平衡位置）所需的時(shí)間，求出完成1次全振動(dòng)所需的時(shí)間。 這個(gè)平均時(shí)間就是鐘擺的周期。 T=t/n（利用光電門和手機(jī)秒表計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)）；
④ 將測(cè)得的周期和擺長(zhǎng)代入公式 g=
,求重力加速度g的值
⑤ 改變擺的長(zhǎng)度，重做幾次實(shí)驗(yàn)。 求 g 的平均值。
⑥ 整理設(shè)備。
參考表格：
頻率
擺錘長(zhǎng)度L（米）
振動(dòng)次數(shù)n（次）
時(shí)間t（秒）
周期 T（秒）
平均值：
5、注意事項(xiàng)：
① 選擇材料時(shí)，應(yīng)選擇細(xì)、輕、不易拉伸的線。 長(zhǎng)度一般為1m左右。 小球應(yīng)采用密度較大的金屬球，直徑要小一些，最好不超過2cm；
②單擺吊線的上端不能隨意繞在鐵夾的桿上。 應(yīng)將其夾緊在鐵夾內(nèi)，以防止擺線滑落和擺動(dòng)時(shí)擺錘長(zhǎng)度發(fā)生變化；
③擺動(dòng)時(shí)注意不要使擺動(dòng)角度過大（o）；
④擺球擺動(dòng)時(shí)，應(yīng)保持在同一垂直平面內(nèi)，不應(yīng)形成圓錐擺；
⑤為了減少計(jì)時(shí)誤差，采用倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)方式，即擺球經(jīng)過平衡位置時(shí)開始計(jì)數(shù)，“3、2、1、0、1、2、3……”開始計(jì)時(shí)當(dāng)計(jì)數(shù)到“0”時(shí)計(jì)數(shù)。 當(dāng)計(jì)時(shí)器停在“60”時(shí)，擺球會(huì)振動(dòng)30次，T=t/30。
⑥ 計(jì)時(shí)從平衡位置開始高中物理單擺科學(xué)思維，因?yàn)榇藭r(shí)球的擺動(dòng)速度最大。 當(dāng)人們確定它經(jīng)過這個(gè)位置的時(shí)刻時(shí)，產(chǎn)生的計(jì)時(shí)誤差很小。 。
6、結(jié)論及錯(cuò)誤分析：
1.g太大：
2.g太小：
五、教學(xué)反思
學(xué)生根據(jù)教師提供的設(shè)備，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，合理選擇設(shè)備，設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)方案、測(cè)量的主要步驟以及需要測(cè)量的物理量。 問題：利用實(shí)驗(yàn)室提供的以下設(shè)備：不同材質(zhì)的擺球、長(zhǎng)度為100cm至120cm的擺線若干個(gè)、帶鐵夾的鐵夾臺(tái)、秒表、米尺、游標(biāo)卡尺、量角器，測(cè)量該區(qū)域的重力加速度。 (l) 簡(jiǎn)要說明實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)思路； （2）簡(jiǎn)要說明測(cè)量的主要步驟和需要測(cè)量的物理量； (3)用已知量和實(shí)測(cè)量來表達(dá)重力加速度的計(jì)算公式； (4)通過測(cè)量計(jì)算重力加速度的平均值。 延伸一：用作圖法計(jì)算重力加速度： 延伸二：如果實(shí)驗(yàn)室提供的擺球是不規(guī)則的，如何測(cè)量。 采用上述方法進(jìn)行教學(xué)，有利于學(xué)生活躍思維，發(fā)揮學(xué)生的主體作用； 有利于開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)能力； 它可以克服傳統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn)，使學(xué)生獲得發(fā)現(xiàn)知識(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，享受科學(xué)實(shí)驗(yàn)的成果。 然后鼓勵(lì)學(xué)生努力發(fā)現(xiàn)和探索物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的奧秘。
6、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新
1、光電門計(jì)數(shù)的應(yīng)用，使實(shí)驗(yàn)計(jì)數(shù)更清晰、更準(zhǔn)確。 也讓學(xué)生體驗(yàn)、感受到新技術(shù)給生活、生產(chǎn)帶來的便利，更好地激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)。
2、先用機(jī)械秒表計(jì)時(shí)，再用手機(jī)秒表計(jì)時(shí)。 比較兩者，讓學(xué)生感受到科技的好處。 它不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)了閱讀，還讓學(xué)生感受到科技發(fā)展的作用，再次激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)物理的興趣。
高中生預(yù)習(xí)+教師備課材料：
測(cè)試點(diǎn)
考點(diǎn)匯總+課件+教案+試卷）
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