單擺的應(yīng)用
(1)利用單擺的等時(shí)性計(jì)時(shí)
單擺振動(dòng)的周期與振幅的大小無(wú)關(guān),這一特點(diǎn)叫做單擺振動(dòng)的等時(shí)性;莞估脭[的等時(shí)性發(fā)明了帶擺的計(jì)時(shí)器,擺的周期可以通過(guò)改變擺長(zhǎng)來(lái)調(diào)節(jié),計(jì)時(shí)很方便。
(2)測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?BR>單擺的周期和擺長(zhǎng)容易用實(shí)驗(yàn)地測(cè)定出來(lái),所以利用單擺能地測(cè)定各地的重力加速度。
了解用單擺測(cè)重力加速度的原理及實(shí)驗(yàn)誤差的分析,了解減小實(shí)驗(yàn)誤差的措施。
問(wèn)題:單擺的周期與哪些因素有關(guān)呢?
學(xué)生猜想:可能與振幅、擺球質(zhì)量、擺長(zhǎng)、重力加速度及空氣阻力有關(guān)。
說(shuō)明:在擺角很小,觀察時(shí)間不長(zhǎng)時(shí),空氣阻力的影響較小,可以忽略不計(jì)。
對(duì)比實(shí)驗(yàn):
①當(dāng)擺長(zhǎng)為1m時(shí),使振幅A1=8cm,測(cè)出單擺的周期T1;當(dāng)擺長(zhǎng)為1m時(shí),使振幅A2=5cm,測(cè)出單擺的周期T1′。
②當(dāng)擺長(zhǎng)為1m時(shí),使擺球質(zhì)量為m,測(cè)出單擺的周期T2;當(dāng)擺長(zhǎng)為1m時(shí),換用質(zhì)量為2m的擺球,測(cè)出單擺的周期T2′。
③當(dāng)擺長(zhǎng)為1m時(shí),使用一定的質(zhì)量的擺球,測(cè)出單擺的周期T3;當(dāng)擺長(zhǎng)為0.64m時(shí),使用質(zhì)量相同的擺球,測(cè)出單擺的周期T3′。
④單擺的擺球用鐵球(質(zhì)量為m),測(cè)出單擺的周期T4;在單擺擺球的平衡位置下方放一塊磁鐵(相當(dāng)于重力加速度增大)測(cè)出單擺的周期T4′。(實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、比較)
結(jié)論:?jiǎn)螖[擺動(dòng)的周期與單擺的振幅無(wú)關(guān),與單擺的擺長(zhǎng)、重力加速度有關(guān)。